ラッキー探偵社に、ステラバイオ社という企業から研究員の素行調査の依頼が舞い込み、時多駿太郎（松本潤）は、新田輝（瑛太）が潜入捜査に入ると聞く。新田は有名大学の理学部出身ということで、藤崎瞳子（松嶋菜々子）が指名したが、新田が頭脳も明晰だと知った駿太郎は面白くない。
新田は同社に潜入し、天才と称される研究員の佐々岡（リリー・フランキー）の素行調査を続けた。そんなある日、佐々岡がいつもより早く研究室を出た。新田から報告を受けた駿太郎と水野飛鳥（仲里依紗）が尾行すると、佐々岡は高級クラブに入りそこでひとりの男と会う。飛鳥はホステスに扮装し、佐々岡と男が会話する様子を盗撮した。
翌日、駿太郎、新田、旭淳平（大泉洋）、飛鳥、茅野メイ（入来茉里）、筑紫昌義（角野卓造）が集まり調査報告が行われた。佐々岡が会っていたのはライバル会社の人事部の男で、自分の研究を売り込もうとしているようだとわかった。
その後、佐々岡の調査を依頼したステラバイオ社の峯岸（鶴見辰吾）がやってくる。筑紫が現状報告をすると、峯岸は調査の続行を指示した。
探偵社では再び調査報告が行われ、ステラバイオ社には社長派と専務派の派閥争いがあり、佐々岡はそのどちらにも属していないことがわかった。淳平は、峯岸は佐々岡を役員に昇進させるための調査だと言ったが、研究一筋の佐々岡を役員に推すとは考えられない、当初から佐々岡の背任行為を予見しその証拠をつかむために調査依頼したのでは、との見解を示した。
その夜、実家で駿太郎が母・百合子（岡江久美子）と話していると、弟・孝次郎（小山慶一郎）が帰ってきた。会社内の派閥争いなどが大変だと嘆く孝次郎に、駿太郎は佐々岡のことを思い出す。
同じ頃、峯岸は専務に佐々岡が移籍するつもりらしいと報告。専務は、研究を置いて佐々岡を辞めさせろと指示する。その頃、佐々岡は、研究に関する資料などをアタッシュケースに詰めていた。
そこへ、新田が現れた。佐々岡は、新田をバーに誘うと、自分が研究している新しい穀物について話し始めた。それは偶然生み出された水がなくても育つ穀物で、食糧難の地域に提供できれば飢餓の解消が期待できるものだと言う。一刻も早く研究を完成させたい佐々岡は、同期で仲もよかった峯岸に相談したが、専務派の峯岸は専務と共謀しそれを他社に売って金を得ようと画策。それを知った佐々岡は会社を見限り、他社へ移籍しようとしていたのだ。
新田と別れた後、佐々岡がひとり歩いていると、男たちが来てアタッシュケースを奪い去った。それを目撃した新田は、事務所に応援要請をすると、男たちを追走。やがて、駿太郎が合流し男たちを追い込むが、格闘の末、ケースは男たちの手に渡ってしまう。翌日、佐々岡は新田に、研究のすべて奪われしまい自分はお払い箱となったので会社を辞めると明かした。
依頼通りの調査は行ったが思わぬ結果になったことに、駿太郎や新田がやるせない思いでいると、瞳子が来て、最初の依頼は何だったのか、と聞いた。淳平が、佐々岡の素行調査だと答えると、瞳子は佐々岡のことをきちんと調べて峯岸に報告するということをしっかり行ったのか、と言った。その言葉に何かを感じた新田が席を立つと、駿太郎も後を追った。
新田が対峙したのは峯岸だった。新田は、元研究者でもある峯岸に、佐々岡はすべてを失っても自分の研究を完成させたいと言っていた、それに引き換えあなたが手に入れようとしているものは佐々岡の覚悟と同じ価値のあるものなのか、と問いかけた。
後日、峯岸は佐々岡を呼び出すと、社長から佐々岡に会社に残り研究を続けるよう要請があったと伝えた。新田の言葉に研究者だった頃の思いを取り戻した峯岸は、辞職覚悟で佐々岡の研究のことを社長に進言したのだ。
その日の夜、駿太郎、新田らは居酒屋で楽しげに飲んでいた。同じ頃、北品川警察署の桐原由貴（吹石一恵）と後藤将司（金田明夫）は、副署長からラッキー探偵社に何か動きがあれば知られるようにと指示を受けた。
そして、探偵社にいた筑紫は、社長室の瞳子に声をかけると「お父様の件です」と言い…。
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