De stad van schimmen speelt zich af in Dublin, Wicklow en de Vrijstad Danzig in de jaren 30. Het hoofdplot draait om de verdwijning van Susan Field, een jonge Joodse vrouw die zwanger is geraakt van een katholieke priester. Haar beste vriendin Hannah Rosen, die in Palestina woont, keert voor de zoektocht naar haar terug naar Ierland.

Hannah Rosen wordt gearresteerd door rechercheur Stefan Gillespie op het moment dat ze zich samen met een zekere Dr. Hugo Keller en een verpleegster in een abortuskliniek bevindt. Ze worden echter onmiddellijk vrijgelaten door twee collega’s van de Special Branch en die lijken daarmee een aborteur te willen beschermen. Gillespies leidinggevende verklaart de zaak voor gesloten, maar hij gaat deze kwestie zelf onderzoeken, want er zijn alleen maar vragen en geen antwoorden. Terwijl het verhaal zich ontvouwt, bundelen Stefan Gillespie en Hannah Rosen hun krachten om de waarheid over het lot van Susan te ontrafelen. Wanneer de lichamen van een man en vrouw worden gevonden in de bergen boven Dublin, wordt het duidelijk dat deze zaak over meer gaat dan een vermist persoon. Stefan en Hannah volgen het spoor door Europa naar de Vrijstad Danzig en weer terug naar Dublin.