高校生探偵の工藤新一（溝端淳平）は、毛利小五郎（陣内孝則）と、毛利蘭（忽那汐里）と共に傍聴席から裁判を見守っている。その裁判は、スナックのホステスの斉藤麗香が勤務先の金庫から１千万円を盗んだ容疑者として逮捕された事件。小五郞はこの店の常連だった。麗香は犯行当時のアリバイを主張して窃盗の容疑を否認。蘭の母親である弁護士、妃英理（大塚寧々）はこのアリバイを証明するための重要な証人だった。
犯行時刻にある場所で英理を目撃したとアリバイを主張した麗香。本当に英理がその場所にいたかどうかが麗香の犯行の可否を証明する重要な焦点となっていた。東京地検のエース、上川琢己検事（山口馬木也）は自信満々で裁判に臨むが、証言台に立った英理は犯行時刻にラブホテルにいた事を認める。麗香は英理が男性と一緒だったと証言しており、改めて無実を主張する。小五郞は英理の浮気を知って取り乱してしまう。
弁護士の内田信也はラブホテル入口の防犯カメラの映像を証拠として提出し、被告席の麗香は英理が小汚いオッサンとラブホテルに入ったと暴言を吐く。英理は悪態をつく麗香に呆れつつ、それ以上喋ったら自分の言葉で命を落とす事になると警告。だが、麗香は「殺してみれば？」と英理を挑発し、英理は指鉄砲を構えて麗香を撃つマネをする。その瞬間、バーンという本物の銃声が廷内に響き渡り、麗香は頭を撃たれて絶命してしまう。
英理が指鉄砲で麗香を殺害した事を認めると、新一は自分を撃ってみろと英理を挑発する。英理は話しかけながら新一の心臓あたりに指鉄砲を押し当てる。小五郞は取り乱し、廷吏２人に法廷から連れ出されてしまう。新一は麗香殺害の第一容疑者として英理の身柄を拘束して欲しいと裁判長に頼む。
警視庁の高木渉刑事（土屋裕一）と佐藤美和子刑事（上野なつひ）が捜査を開始。すると一転、殺害を認めていた英理が指鉄砲で人と殺害できる訳がないと容疑を否認する。だが、スナックのママ、板野雅子は麗香と英理が小五郞を巡って大喧嘩した過去を証言。これを聞いた上川検事は英理に殺害の動機があったと考える。
新一は英理が隠したい何かがラブホテルの監視ビデオに映っていると推理。監視ビデオを確認すると、犯行時刻に英理が男と一緒にラブホテルに入る姿が映っていて、上川検事も麗香のアリバイが立証された事を認める。新一は一緒にいた男について訊ねるが、英理は答えようとしない。上川検事は男の存在を知られないために麗香を殺害したと推理する。新一は事件の真相に気付き、それを証明するために行動を開始。新一は英理が犯人だという自分の考えを明かし、英理がまだ凶器を隠し持っていると推理する。英理の身体検査が行われ、アップした髪の中から凶器が発見されるが…。
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