Richard Poole, un mojigato detective de la Policía Metropolitana de Londres, es enviado a la ficticia isla caribeña de Santa María para resolver el caso de la muerte de un compañero policía británico. Tras resolver la muerte de su predecesor, termina por convertirse en nuevo detective de la policía local.

Heartbeat se basa en los libros de Constable de Nicholas Rhea, ambientados en la ficticia ciudad de Aidensfield en Yorkshire en los años 60. Las primeras temporadas se centran en la vida del policía de Londres Nick Rowan, quien se muda al pueblo con su esposa médica Kate. Los colegas policías de Nick también aparecen en la serie, bajo el liderazgo del agrio pero bondadoso sargento Blaketon. El némesis de Blaketon es Claude Jeremiah Greengrass, cazador furtivo y ocasional traficante de poca monta. Greengrass es un asiduo cliente del hotel Aidensfield Arms, dirigido por George Ward y su bella sobrina Gina. Es aquí en el pub donde vemos gran parte de la interacción social cotidiana en la serie.