2年前――。警視庁捜査一課「特別犯罪対策室」の室長・大澤絵里子（天海祐希）は、参事官補佐・野立信次郎（竹野内豊）から、反政府組織「黒い月」が、国家公安委員長・黒原健蔵（西田敏行）を狙撃するとの犯行声明を出したと聞く。絵里子と対策室のメンバーは、イベント会場にいる黒原を保護するため急行し警戒するが、黒原は狙撃され重傷を負う。この責任を取り、対策室は再び解散、絵里子は渡米し、木元真実（戸田恵梨香）は左遷されてしまう。
それから2年、出世し参事官となった野立は、ある重要事件を引き受けた。そして、絵里子をアメリカから呼び戻し、対策室を復活させた。対策室には、片桐琢磨（玉山鉄二）、山村啓輔（温水洋一）、花形一平（溝端淳平）、岩井善治（ケンドーコバヤシ）が集まった。
そこへ、野立が寿退社をするという奈良橋玲子（吉瀬美智子）を連れてくる。そして、玲子の後任に沼田良美（釈由美子）が、真実のポジションには田所幸子（長谷川京子）が着くと発表された。
絵里子らが担当することとなったのは、鬼塚という男の殺人事件だった。鬼塚は、過去に殺人事件を起こしたが、心神喪失を理由に無罪となっていた。殺害現場を捜査した絵里子は、鬼塚のマンションに萎れた花束が置かれていることに注目。防犯カメラの映像から、花束は犯行時刻より前に置かれていたことがわかった。
そんななか、"ツブヤイター"というコミュニケーション・ツールに「大澤絵里子」という人物から、殺人を報告するつぶやきがあり、実際、その通りの殺人が起こっていた。殺されたのは、鬼塚同様、殺人事件後に神喪失で無罪となった田中という男だった。当時、鬼塚と田中の事件を担当したのは、絵里子、野立の同期で、現在は国会議員秘書を務める森岡博（大森南朋）だった。しかし、森岡にはアリバイがあった。
その後、さらに「大澤絵里子」からつぶやきがあり、再び心神喪失で無罪となった男が殺されていた。
そんな折、絵里子は1本の電話を受けると、ある公園に行くよう、対策室の全員に指示。さらに、次に狙われる可能性のある人物を表記したリストを片桐らに渡す。そして、公園でリストと合致するひとりの男を見つけ保護しようとすると、その前に真実がいた。
絵里子以外が驚くなか、真実は、男に近づこうとするパーカーを被った人影を指した。それに気づいたパーカーは逃げるが、やがて絵里子らが追いついた。パーカーは、黒原健蔵の娘・理香（成海璃子）だった。
対策室に戻った絵里子は、"ツブヤイター"の発信場所のデータを、真実に解析させていたと明かした。
一方、理香は、アメリカの名門大学で応用数学を学ぶコンピュータの天才で、父親の事件以来、絵里子を恨んでいた。今回、対策室のコンピュータに侵入し事件のことを知り、絵里子が犯人が逮捕できるかどうか、現場に確かめに来たのだという。
結局、犯人は現場に現れなかったため、捜査は進展しない。
そんな折、真実が良美のいる科捜研別室にやってくる。決定的な物証がないと知った真実は、殺害現場へ行ってくると告げた。すると、良美も同行すると言う。
依然、犯人像が絞り込めないなか、絵里子は、片桐らに聞き込みを指示。手分けをして訪ねた数軒の店で、絵里子にそっくりな格好をした女性が目撃されていたとの証言を得る。このことから絵里子は、犯人は本気で絵里子になりすまし、絵里子がやりたいこと、やりそうなことを模倣しようとしている、いわばストーカーだと断定。心神喪失で無罪となった殺人犯が狙われたのは、絵里子が犯罪者に対して厳しく対応すべきだ、と書いた論文を読んだからだ。
そこへ、鬼塚のマンションに残された花束を分析していた幸子が、花束から火災実験などで使われる特殊なゲルが検出されたと報告。それを聞いた絵里子は、すべてを理解した。
同じ頃、殺害現場にいた真実が気配を感じ見ると、絵里子と同じ格好をした良美がやってくる。良美は手にした拳銃を、真実に向け…。
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