Thorsten Falke und Katharina Lorenz beschatten einen afrikanischen Asylbewerber, der für eine Schleuserbande mit gefälschten Pässen handeln soll. Als sie ihn festnehmen, kommt es zu einer körperlichen Auseinandersetzung zwischen dem Verdächtigen und Falke. Am nächsten Morgen erfahren Lorenz und Falke, dass der Mann während der Nacht unter ungeklärten Umständen in Polizeigewahrsam verstorben ist.

In einer niedersächsischen Kleinstadt beschatten die Bundespolizisten Thorsten Falke (Wotan Wilke Möhring) und Katharina Lorenz (Petra Schmidt-Schaller) einen afrikanischen Asylbewerber, der verdächtigt wird, 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. Am 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. Der "Tatort: Verbrannt" bezieht sich auf den realen Fall von Oury Jalloh aus Sierra Leone, der 2005 in Dessau in Polizeigewahrsam verbrannt ist.