La chauve-souris, de l’auteur Jo Nesbo, suit l’histoire du détective Harry Hole, qui voyage de Norvège à Sydney, en Australie, pour aider à enquêter sur le viol brutal et le meurtre d’Inger Holter, une jeune Norvégienne. Assisté d’Andrew Kensington et d’autres policiers australiens, Harry conclut rapidement que la mort d’Inger fait partie d’une série de meurtres non résolus, conduisant à un certain nombre de suspects et à des développements choquants.
Le livre s’ouvre sur l’arrivée de Harry Hole à Sydney pour aider la police locale dans son enquête sur une jeune blonde norvégienne nommée Inger Holter. Il est rencontré par Andrew Kensington, un détective aborigène, qui l’informe de l’histoire des peuples indigènes d’Australie alors qu’ils poursuivent l’enquête. Dès le début, Andrew présente Harry à deux amis – le clown travesti flamboyant Otto Rechtnagel et le boxeur aborigène Robin Toowoomba – mais au début, les deux hommes semblent n’avoir aucun rapport avec l’affaire. Harry rencontre également Birgitta Enquist, une belle suédoise qui tient le bar du restaurant où Inger travaillait. Ils commencent à sortir ensemble.
Trouvant une lettre écrite par Inger à un ami, Harry et Andrew identifient son petit ami, le trafiquant de drogue Evans White, comme leur principal suspect. Cependant, sa petite amie insiste sur le fait qu’il était avec elle au moment du meurtre. Alors que l’enquête se poursuit, les détectives commencent à se rendre compte que la mort d’Inger correspond à un schéma impliquant les meurtres non résolus d’autres jeunes femmes blondes. Ils décident que les crimes sont l’œuvre d’un tueur en série. Ils interrogent le propriétaire d’Inger, mais il a un fort alibi et est rapidement éliminé comme suspect. Harry obtient également l’aide d’une prostituée nommée Sandra et d’autres personnes qui vivent en marge de la culture gay et de la drogue de Sydney.
Finalement, Harry commence à se rendre compte qu’Andrew semble savoir qui est le tueur et essaie de le conduire à la même conclusion. Après qu’Andrew ait été battu et hospitalisé, Harry le confronte, disant qu’il pense qu’Otto Rechtnagel est le meurtrier et qu’il sera arrêté immédiatement, et il ignore l’insistance d’Andrew sur le fait qu’il a tort. Harry et les autres officiers assistent à une représentation du cirque d’Otto, mais quand ils vont dans les coulisses pour l’arrêter, ils découvrent qu’il a été brutalement assassiné. Lorsqu’ils apprennent qu’Andrew s’est échappé de l’hôpital, il devient suspect, un concept qui se renforce lorsqu’il est retrouvé pendu dans l’appartement d’Otto, apparemment victime d’un suicide.
La mort d’Andrew amène Harry, un alcoolique, à recommencer à boire, mais il continue d’enquêter et apprend bientôt qu’Andrew était un héroïnomane. Il est finalement en mesure de prouver qu’Andrew a été assassiné et les preuves indiquent l’amant secret d’Otto, dont l’identité n’est connue de personne. Evans White apparaît à nouveau comme un suspect et Harry demande à Birgitta d’aider la police à le piéger, mais le plan tourne horriblement mal et Birgitta disparaît. Harry se rend vite compte que Toowoomba est le meurtrier, mais à ce moment-là, il a tué Birgitta. Harry traque le boxeur jusqu’à l’Aquarium de Sydney, où il lui tire dessus, le faisant tomber dans un réservoir et il est dévoré par un grand requin blanc. Par la suite, Harry se fait tatouer une rose en hommage à Birgitta et trouve une échappatoire en parachutisme.