In einer niedersächsischen Kleinstadt beschatten die Bundespolizisten Thorsten Falke und Katharina Lorenz einen afrikanischen Asylbewerber. Er wird verdächtigt, für eine Schleuserbande mit gefälschten Pässen zu handeln.

Bei der darauffolgenden Festnahme kommt es zu einer heftigen körperlichen Auseinandersetzung zwischen Falke und dem Verdächtigen. Der vermeintliche Schleuser wird über Nacht in Polizeigewahrsam genommen, um am nächsten Tag verhört zu werden.

Lorenz (Petra Schmidt-Schaller) und Falke (Wotan Wilke Möhring) in der verrußten Zelle.

Am nächsten Morgen erfahren Falke und Lorenz, dass es nachts zu einem Unglück gekommen ist, bei dem der Mann unter noch ungeklärten Umständen starb. Falke beginnt gemeinsam mit Lorenz auf eigene Faust zu ermitteln.

"Tatort. Verbrannt" bezieht sich auf den realen Fall von Oury Jalloh aus Sierra Leone, der 2005 in Dessau in Polizeigewahrsam bei einem Brand ums Leben gekommen ist.