Gizli Dosyalar'da, Fox Mulder ve Dana Scully, FBI bünyesinde çözülememiş vakaların tutulduğu özel bir birimde çalışmaktadır. Mulder, uzaylıların varlığına ve devlet içindeki büyük bir komploya inanmaktadır. Scully ise olayları bilimsel kanıtlarla açıklamaya çalışan kuşkucu bir yaklaşım sergilemektedir. İkili, açıklanamayan ölümleri, kayıp vakalarını ve doğaüstü görünen olayları araştırmaktadır. Her dosyada tanıklarla konuşmakta, olay yerlerini incelemekte ve saklanan bilgilere ulaşmaya çalışmaktadır. Araştırmaları sırasında Walter Skinner'ın gözetimi altında hareket etmektedirler. Zamanla John Doggett ve Monica Reyes de sıra dışı dosyaların peşine düşmektedir. Ancak karşılarına yalnızca tehlikeli suçlular çıkmamaktadır. Gizli deneyler, esrarengiz varlıklar ve delilleri örtbas eden kişiler de görevlerini zorlaştırmaktadır. Mulder ile Scully, farklı yöntemlerine rağmen cevaplara birlikte yaklaşmaktadır.