In „Rotlicht – Im Dickicht der Großstadt“ wollen Tom Rehberg und Anna Schäfer endlich zusammen in Urlaub fahren. Doch auf Grund eines Hilferufs seines Assistenten Oliver Jürgens nimmt Tom die Ermittlungen in einem verwickelten Mordfall auf, bei dem er das Rotlicht-Milieu aus einer neuen Perspektive kennen lernt.
Bei einem Geheim-Treffen wird eine wichtige Zeugin ermordet und Oliver durch einen Schuss lebensgefährlich verletzt. Alle Spuren deuten darauf hin, dass die Aufklärung dieses Verbrechens nur über das bekannte Luxusbordell Ars Amandi führt. Tom sieht nur eine Möglichkeit, schnell an Informationen zu kommen: Er, den im Osten Berlins niemand kennt, wird undercover in das Bordell als Security-Mann eingeschleust. Für Tom ist die Arbeit im Bordell eine neue Erfahrung, zum ersten Mal begibt er sich auf die andere Seite. Es gelingt ihm, das Vertrauen des Bordellchefs René zu gewinnen und in seiner Funktion als dessen Leibwächter die Prostituierten geschickt auszufragen. Nur die schweigsame Carlotta entzieht sich ihm. Tom ist fasziniert von der attraktiven Frau und versucht über ihren sportbegeisterten Sohn Marko, der nichts von der Arbeit seiner Mutter weiß, näher an sie heranzukommen. Toms Undercover-Identität wird gefährdet, als Anna unerwartet im Bordell auftaucht. In einer Aussprache gesteht Tom ihr, dass er sich in eine andere Frau verliebt hat. Anna will dieses Spiel nicht mitmachen und geht. Tom gerät immer mehr unter Druck, denn seine Nachforschungen weisen in eine Richtung, die er sich selbst wegen seiner Verliebtheit nicht eingestehen möchte: Carlotta. Doch die Auflösung des Falls ist komplizierter, als Tom gedacht hat.