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雪平夏见 (筱原凉子饰) 是警视厅搜查一课破案率第一的强悍女刑警，因 5 年前枪击 17 岁少年事件备受争议。一日，她在人质事件中展现惊人魄力，随后与新人安藤一之 (瑛太饰) 搭档，接手新宿公园两名陌生人被杀案。现场留下 "who's unfair" 书签和一本名为《推理小说》的预告杀人小说。

犯人向出版社寄送《推理小说・上卷》，要求以 3000 万日元竞标购买后续内容，否则将继续杀人。雪平提议与出版社合作设局，但未获批准。出版社社长濑崎 (西岛秀俊饰) 与雪平接触，暗示掌握重要线索，两人关系微妙。雪平好友理惠子成为第三个目标，警方一筹莫展。

理惠子惨遭杀害，雪平悲痛万分。犯人预告下一个目标是 "弱小的人"，并将赎金提高至 1 亿日元。濑崎为保护雪平，决定与警方合作设局。然而行动失败，雪平怀疑濑崎就是凶手，而濑崎却向她表白，两人关系更加复杂。

警方与出版社布下的陷阱被识破，犯人预告 "弱小的人" 将在夕阳下的东京铁塔附近死亡。雪平前夫佐藤和夫 (香川照之饰) 告知她，女儿美央和保姆牧村 (木村多江饰) 突然失踪。雪平陷入两难：一边是连环杀人案，一边是女儿生死未卜。同时，濑崎在自己家中被杀害，留下关键线索。

雪平因诱捕行动失败被停职 10 天，却在此时接到神秘电话，女儿美央被绑架。绑匪要求她不准报警，并用美央的生命威胁她。雪平不顾禁令独自行动，佐藤得知后也加入寻找。警方发现牧村两年前丈夫和女儿遭遇车祸身亡，而肇事者正是建筑公司社长广田。

绑匪要求雪平公开账户，向社会募集 12 亿日元赎金。雪平为救女儿照做，却被媒体质疑炒作。绑匪又要求她调查牧村丈夫车祸真相，并将肇事者广田绳之以法。雪平发现牧村可能是绑架案关键人物，而绑架犯的真实目的似乎不只是赎金。

绑匪要求雪平用 12 亿赎金购买暴跌的广真建设股票，预计将升值至 40 亿。警方发现电话来源竟在警署地下室，怀疑内部有叛徒。牧村向雪平坦白，绑架案与她有关，却在此时被神秘人袭击。安藤在追踪线索时中枪，生死不明。

雪平、三上 (加藤雅也饰) 和山路 (寺岛进饰) 联手伪造安藤死亡，诱使牧村现身。牧村果然带着美央出现，承认自己参与绑架，但否认是主谋。广田社长被杀害，指甲上被刻 "X"，与之前案件手法一致。雪平发现美央被监禁房间的墙上字迹与自己笔迹相似，陷入更大危机。

佐藤得知牧村参与绑架后深受打击，辞去报社工作独自追查。广田、报社主编武田和电脑专家莲见相继遇害，均留下 "X" 标记。雪平发现这是针对自己的复仇，而所有线索指向一个神秘的复仇网站。佐藤突然失踪，雪平在他房间发现与案件相关证据。

莲见遭袭击但幸存，却因脑部缺氧无法言语。雪平故意透露莲见未死，引凶手现身，没想到出现的竟是佐藤。雪平无法相信爱人是凶手，拒绝上报。莲见提供的复仇网站指向一个名叫 "齐藤丰" 的少年，正是雪平 5 年前枪击致死的人。

佐藤与雪平设下假死局，引出幕后黑手 —— 齐藤丰的孤儿院好友久留米隆一郎 (瑛太饰)。原来 5 年前，齐藤为救被欺凌的久留米而杀人，雪平在追捕中误杀齐藤。久留米策划连环复仇，目的是让雪平体会失去所爱之人的痛苦。最终，雪平在真相与正义间做出抉择。