Bár a film a cselekményt a két háború közötti évekre pozicionálja, valójában tértől és időtől függetlenül szemléljük egy sorozatgyilkos utáni nyomozás folyamatát. Két detektív (Haumann Péter és Derzsi János) eltérő módszerekkel próbálja felgöngyölíteni három azonos módon elkövetett gyermekgyilkosság szálait, miután az első számú gyanúsított – akit a filmet látványtervezőként jegyző Pauer Gyula alakít – bűnössége bizonyítása előtt öngyilkosságot követ el. Az egyik detektív lezártnak tekinti az ügyet, a másik viszont egy erdőszéli benzinkúton csaliként használva egy kislányt el akarja kapni a valódi elkövetőt.
A Szürkület nem is annyira a cselekményre, hanem inkább a bűn lényegére és annak lélektani hatásaira fókuszál.
A filmbéli idegorvos (Lénárt István) egy ponton ki is mondja a Haumann által kiemelkedően megformált nyomozónak a rezümét: „Egy olyan gyilkost akar hajszolni, aki minden bizonnyal nem létezik. De ha létezne is, maga sose fogja megtalálni. Mert ebből a fajtából, amelyik csak véletlenségből nem gyilkol, túl sok van.”