京都市内の山道の工事現場から、白骨死体が発見された。工事のため地盤を掘削していたところ、土中からドラム缶が見つかり、そのドラム缶の中から赤茶色の液体と共に人骨が出てきたという。
現場に駆けつけた榊マリコ（沢口靖子）は、頭がい骨の状態から20歳以下の女性の骨であることを見抜くが、直後、骨と共に見つかった錆びた針金製のブローチを見て、がく然！ そのブローチは30年前の中学時代、なんとマリコ（上白石萌歌）自身が手作りし、親友の川喜多京子にあげたものだったのだ。
マリコも京子も当時は横浜に住んでいたが、ある日、学校で２人はケンカ。夜になってマリコが京子の自宅まで謝りに行ったところ、彼女はガラス工場を経営していた父・修一（下條アトム）らに連れられて夜逃げした後で、それきり行方がわからず連絡も取ることができなかったのだ。
発見された白骨遺体は、横浜から夜逃げした後、何らかの事件に巻き込まれて京都で殺された京子なのか…!? かつての親友かもしれない白骨死体を前にしたマリコに、土門刑事（内藤剛志）は「お前の仕事は科学で真実を掴み出すことだろう。それが、どんなにつらい真実でも」と叱咤する声をかける。そんな土門の言葉に、マリコは決意の面持ちでうなずく…。
検視の結果、被害者は首を絞めて殺されたことが判明。さらに赤茶色の液体を分析したところ、“炭酸カリウム”と“ヘム（血中ヘモグロビンの分解物質）”とわかる。つまり犯人は被害女性を絞殺した後、遺体を溶かすために炭酸カリウムと共にドラム缶に入れ、そのドラム缶を深夜、工事現場に勝手に埋めたものと推測された。その結果、骨だけが溶けずに残ったようだ…。
そんな中、マリコの周囲を姫川みずき（有沢比呂子）という名の探偵が探っている事実が浮上。ところが、マリコが対面する直前、その女性探偵が事務所ごと爆破される！ 狙われたのは、みずきなのか、それともマリコなのか…!? はたして、マリコの過去は事件とどうつながっていくのか…!?
第1話 2014年10月16日「死の爆風がマリコを襲う！廃墟の銃撃計画の裏を暴け!!」
第2話 2014年10月23日「仕込まれた大量爆弾鑑定の謎！惨劇の法廷怒涛の完結編!!」
第3話 2014年10月30日「毛髪鑑定を拒否する舞妓妻！ブラウス姿に日本髪の女の謎!!」
第4話 2014年11月6日「ゴミ屋敷殺人事件！多過ぎる証拠品〜執念の科学鑑定の果てに」
第5話 2014年11月13日「科学鑑定VS警察犬！殺害現場に国会議員の靴跡〜冤罪の罠!?」
第6話 2014年11月20日「欲望の殺人実験室！リケジョと裏金の陰謀鑑定不能の粉末血液」
第7話 2014年11月27日「間違った結婚の果てに…脳指紋検査が暴く記憶喪失男の謎！」
第8話 2014年12月4日「最終章〜古都を襲った無差別テロ！解剖医による疑惑の鑑定!!」
最終話 2014年12月11日「白昼の殺人雨！模倣犯による最悪の集団死マリコ路上に死す!?」
科捜研の女 新春スペシャル 2015年1月18日「科学捜査VS祟りの村恐竜の化石発掘現場から出現した白骨死体！京都?日本海を結ぶ奇妙な手紙！わらべ唄通りに連続殺人が!!鑑定が告げる壮絶な真実」
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