Une jeune fille enceinte est assassinée en pleine rue à Boston, Etats-Unis. Peu après, une autre est retrouvée noyée. Après avoir un temps dédaigné ces affaires, James Cagney, agent spécial du FBI et grand spécialiste des tueurs en série, fait appel à celle qui tient une grande place dans sa vie, la géniale mathématicienne Gloria Parker-Simmons. Pendant qu'elle cherche une piste pour élucider ces assassinats, la jeune femme reçoit un message électronique d'un certain Pierre qui s'occupe de jeunes SDF à Paris. L'homme lui fait part de ses angoisses car la police a retrouvé plusieurs jeunes filles égorgées. Grâce à ces nouvelles informations, Gloria aboutit à une étonnante conclusion : qu'elles aient été tuées en France ou aux Etats-Unis, toutes les victimes possèdent une particularité commune que l'autopsie va mettre en lumière. Dès lors l'enquête de Cagney délaisse un hypothétique tueur en série au profit du "gang des lucioles", ces gamines des pays de l'Est soumises à la prostitution.