桜木泉（上戸彩）が４係から八王子南署強行犯捜査係に異動して半年が経過していた。４係は室長の長嶋秀夫（北大路欣也）を筆頭に塚本圭吾（宮迫博之）、高峰涼子（山口紗弥加）、白石晋太郎（中原丈雄）、倉田工（杉本哲太）が働き、深沢ユウキ（丸山智己）は捜査一課殺人犯捜査に係長として異動していた。
そんな中、八王子の産婦人科医院で院長の坂東良平（吉田鋼太郎）と謎の男が火事により亡くなる事件が発生した。謎の男の殺害に使われた銃が14年前に起きて、白石が追い続けている"八王子事件"の銃弾と一致したため、深沢から４係へ応援要請が入る。八王子事件とは、1997年に八王子の都営住宅のゴミ捨て場で女性の遺体が発見された事件だ。
捜査本部が作られた八王子南署で久しぶりの再会を果たす泉と深沢と４係の面々。捜査ができると張り切る泉だが捜査員に加えてもらえず、雑用を言い渡された。白石が積み重ねてきた八王子事件の捜査資料に目を通した泉は、被害者が不法滞在中の中国人女性、チャン・イーリン（管野莉央）で腎臓を摘出した痕や出産痕があったことを知る。また、科捜研の大森紗英（北川弘美）と竹林匠（木村了）の分析により謎の男が野沢誠二（長谷川公彦）ということが判明した。
泉は白石が殺される前のイーリンと知り合いだった青年・山本基喜（柳下大）の元を訪ねるのを尾行したりと、勝手に捜査に参加していく。やがて、坂東が昔、臓器売買にかかわっていた可能性と、その坂東と厚生労働大臣の三原敦夫（山崎一）とつながっていること、さらに野沢の娘（高畑充希）が14年前に坂東の病院で出産していることがわかった。
泉は高峰のサポートとして、野沢の娘が白血病で入院している病院へ向かう。母親の秀子（藤吉久美子）を聴取するが、臓器売買のことも夫が殺されたことも何も心当たりがないの一点張りだ。
同じ頃、塚本と倉田は坂東の病院で看護師兼経理も担う畑山昭子（堀内敬子）を聴取していたが有力な情報を得ることはできなかった。
捜査に参加したいあまり気持ちを失いそうになっていた泉は、長嶋や塚本の指摘を受けて改めて捜査資料を見直す。
そんな中、科捜研からイーリンと野沢の所持品からタツノオトシゴのカスが検出されたと報告があった。また三原を訪ねていた長嶋と深沢は、少年だった基喜が病院に忍び込み、イーリンの写真が同封された封筒を奪って逃げたことを聞く。
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