On toukokuu, aurinko paistaa Tukholman yllä. Gröna Lund on avannut ovensa yleisölle ja huvipuisto on täynnä ihmisiä. Yllättäen suositun laitteen luona tehdään järkyttävä löytö: Kun Rakkaustunnelin vaunu ilmestyy kierroksen jälkeen tunnelista ulos, kolme vaunussa ollutta ihmistä on kuollut.

Rikospoliisi Nick Johansson on vasta palannut sairauslomalta töihin, kun hän saa selvitettäväkseen huvipuistossa tapahtuneen murhan. Yhdessä kollegansa Klara Pilin kanssa hän ryhtyy tutkimaan tapausta. Pian tukholmalaisessa tavaratalossa tapahtuu taas uusi murha. Johansson ja Pil tekevät parhaansa selvittääkseen tapaukset, mutta huomaavat murhaajan olevan jatkuvasti askeleen heitä edellä.

Ajojahti on Lotta Luxenburgin dekkarisarjan neljäs osa päähenkilöinä rikospoliisit Klara Pil ja Nick Johansson.