A partir de dos líneas temporales complementarias que, según avanza la narración, terminarán unidas en el desenlace final, Retrato robot cuenta la historia de un profesor de dibujo que, para ocupar sus tardes con alguna actividad relacionada con su empleo, acepta un pequeño trabajo: impartir un taller de pintura para aficionados en un Centro de Inserción Social. En ese establecimiento, el protagonista encontrará a unos alumnos bastante extraños; tres individuos cuyos nombres no pueden ser revelados por las autoridades y a los que simplemente se les conoce como el Mafioso, el Músico y el Mecánico. A pesar de las estrictas instrucciones que recibe sobre cómo tratar con ellos, el profesor de dibujo entablará una peligrosa relación con los tres. Pero eso no impedirá que el taller de dibujo cumpla su objetivo y el Mafioso, el Músico y el Mecánico logren completar la actividad y consigan un veredicto favorable para su reinserción, algo que no convence a quienes los han tratado de cerca.