Bei einem brutalen Raubüberfall auf einen Kunsttransporter des Frankfurter Städel wird ein wertvolles Bild von Paul Klee gestohlen. Ein Wachmann stirbt und Tereza, die schwangere Freundin des Hauptkommissars Marthaler, die den Kunsttransport nach Prag begleiten sollte, wird schwer verletzt. Weil Marthaler selbst betroffen ist, will ihn sein Chef Herrmann von dem Fall abziehen. Doch Marthaler lässt sich nicht abhalten - gerade die persönliche Betroffenheit stachelt ihn an. Und seine Eifersucht, denn Tereza war zum Zeitpunkt der Tat in Begleitung ihres Prager Jugendfreundes Ludwig Slama. Von einem Journalisten bekommt Marthaler den Tipp, nach einem untergetauchten Kunsthehler zu suchen. In was für eine gefährliche Sache er hineingeraten ist, zeigt sich, als dieser bei einem nächtlichen Treffen ermordet wird. Kurz vor seinem Tod stammelt er den Namen Rosenherz. Das weist, wie sich herausstellt, auf ein lange zurückliegendes, ungelöstes Kapitalverbrechen hin: die Ermordung der Prostituierten Karin Rosenherz. Der Zusammenhang der beiden zeitlich so weit auseinander liegenden Fälle lässt Marthaler keine Ruhe. Doch mit seinen Recherchen weckt er mächtige Gegner, die nicht zulassen wollen, dass die „Akte Rosenherz“ erneut geöffnet wird. Auch in seiner Behörde stößt Marthaler auf immer größeren Widerstand. Doch er geht voll auf Risiko und kann so letztlich den gordischen Knoten des Falles lösen.

In der mehrteiligen Reihe „Kommissar Marthaler“ um eine Ermittlergruppe der Frankfurter Kriminalpolizei wird der titelgebende Kommissar von Matthias Koeberlin verkörpert, der unter anderem 2007 mit dem Deutschen Fernsehpreis in der Kategorie Bester Schauspieler ausgezeichnet wurde („Tornado - Der Zorn des Himmels“). Wie auch die anderen Teile der Reihe basiert „Engel des Todes“ auf den Romanen des Bestsellerautors Matthias Altenburg alias Jan Seghers. Regie führte erneut Lancelot von Naso, der 2010 für seinen Film „Waffenstillstand“ den Prix Europa in der Kategorie Bester Fernsehfilm gewann.