Eine tote Rennfahrerin, ein toter Ingenieur und dann wieder eine tote Rennfahrerin - wie passt das alles zusammen? Ein Haufen Arbeit wartet auf das Kommissar-Duo Mario Kopper/Lena Odenthal (Andreas Hoppe/Ulrike Folkerts) im neuen ARD-"Tatort" mit dem Titel "Tod auf dem Rhein", um aufzuklären, was sich hinter einem Unfall und zwei Morden verbirgt. Der zuständige Südwestrundfunk (SWR) scheut sich auch nicht davor, für wenige Sekunden entstellte Tote ins Bild zurücken.

Der Film von Regisseur Patrick Winczewski (nach einem Drehbuch von Horst Freund) beginnt mit dem Unfalltod der Rennfahrerin Dana Hanke beim Training mit ihrer PS-Schleuder. Sie hinterlässt ihren Mann Konrad (Andreas Patton) und den gemeinsamen Sohn Daniel (Jeremias Koschorz). Nach ihrem Tod beschließt Konrad, fortan nicht mehr im Automobilsport als Ingenieur zu arbeiten - er steigt in der Werft seiner Schwägerin als Bootsbauer ein. Am Tag seines Todes übergibt Hanke dann eine generalüberholte Yacht an den Geschäftsmann Christian Hamacher (Bruno F. Apitz), der sich als Hobby nicht nur das Boot, sondern nebenbei auch einen Autorennstall leistet.

Bei der Bootsübergabe trifft Hanke wieder auf Gabi Stein (Susann Uplegger), die inzwischen für Hamachers Rennstall fährt. Hamacher veranstaltet auf der Yacht eine kleine Siegesfeier mit seinen beiden Fahrern Martin Berger (Enno Hesse) und Gabi Stein. Alle drei sagen später bei der Polizei aus, dass Konrad Hanke und vor allem sein Sohn Daniel sich sehr über die Begegnung mit Gabi Stein aufgeregt hätten. Denn überzeugt davon, dass die Fahrerin die Schuld am Tod seiner Mutter trägt, griff Daniel zu einer Eisenstange. Hanke versuchte seinen Sohn zu beruhigen, danach sind beide angeblich nicht mehr gesehen worden.

Dann wird Hanke von der Wasserschutzpolizei am Rheinufer gefunden - seit vielen Stunden tot und durch Möwen entstellt. Ist er nach der Schiffsübergabe verfolgt worden? Gabi Stein scheint mehr über die Beziehung zwischen Hamacher und dem Ingenieur zu wissen. Dann erreicht Kopper ein verängstigter Hilferuf der Fahrerin. Lena, die mittlerweile seit über 20 Jahren Mordfälle in Ludwigshafen aufklärt, und Kopper eilen zu ihr. Doch als sie eintreffen, ist Gabi Stein bereits tot. Kopper macht sich Vorwürfe, sie vorher nicht intensiver befragt zu haben vielleicht hätte er sie dann retten können. Nun konzentrieren sich die Ermittlungen auf Hankes Sohn Daniel - doch der ist plötzlich verschwunden.