Главная героиня второго сезона сериала "Женщина с котом и детективом" - Юлия Логинова - занимается стоматологией. Попробовав свои силы в литературе, она обнаружила для себя новое увлечение. Набрав опыта во втором сезоне, Юлия продолжает развиваться в жанре детективов, и ее первый опубликованный роман становится успешным. Она использует своего знакомого из реальной жизни, Дениса Потапова, полицейского, как прототип главного героя своих произведений.
Юлия и Денис встречаются, и часто ей удается находить вдохновение для своих детективных сюжетов в его рассказах о преступлениях и расследованиях. Однако их отношения становятся напряженными, и Юлия надеется на предложение от Дениса, но он не решается на этот шаг. Более того, он высказывает претензии к тому, что его имя не фигурирует на обложке ее книги, так как ее герой является частично основанным на нем. Это вызывает огорчение у Юлии, и пара стоит на грани разрыва.
МВД планирует представить следователя Потапова как лицо городского СК, но одновременно представитель пресс-службы Привалова строит свои личные планы по отношению к Денису. Это дополнительно усугубляет проблемы в отношениях Юлии и Дениса. Девушка серьезно размышляет об исключении персонажа Дениса из своих новых произведений. Однако новые расследования вынуждают их снова объединиться. Как это повлияет на их будущие отношения?