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纱崎玲奈 (北川景子饰) 在须磨康臣 (井浦新饰) 的侦探社拼命练习拳击，她是 "反侦探科" 唯一的侦探，专门调查不法侦探。五年前，妹妹纱崎咲良被跟踪狂杀害，而跟踪狂是通过不良侦探获得咲良住址的。为了找出这个被称为 "死神" 的侦探，玲奈接受了两年特训，成立反侦探科。新人峰森琴叶 (川口春奈饰) 加入，玲奈起初拒绝助手，但琴叶很快展现潜力。调查中，玲奈发现阿比留佳则 (藤冈靛饰) 是幕后黑手，他向跟踪狂提供受害者信息，玲奈将其绳之以法，却发现这只是 "死神" 的冰山一角。

阿比留留下装有 GPS 发射器的礼盒报复玲奈，玲奈将计就计引出敌人，却遭推土机袭击，车坠大海，她惊险逃生。同时，日银总裁孙女被绑架，警方委托阿比留收集情报，警官洼冢悠马 (三浦贵大饰) 坚决反对却无效。须磨向琴叶透露玲奈过去：咲良被杀后，玲奈放弃大学入学，拜入须磨门下。法医矢吹洋子告知玲奈，当年现场发现的尸体可能不是跟踪狂冈尾芯也，而是他人。玲奈怀疑冈尾还活着，与 "死神" 有关。

矢吹洋子证实与咲良同时死亡的并非跟踪狂冈尾芯也，且最近绑架案车辆中发现冈尾 DNA，警方正联合侦探追查。玲奈独自调查，发现冈尾曾与 "死神" 合作，获取女性信息后杀人。琴叶发现姐姐彩音 (中村友理饰) 电脑里有玲奈被虐待视频，质问姐姐时，彩音竟认为惩罚 "败类" 理所当然，琴叶愤怒搬离。玲奈怀疑冈尾是 "死神" 的替罪羊，决心追查到底。

坂东志郎 (相岛一之饰) 率队随阿比留进入绑匪藏身工厂，悠马私自加入。玲奈突然现身，揭露阿比留与绑匪勾结，利用毒气弹制造混乱。悠马救出被绑女孩，阿比留被捕，矢吹因同谋被拘留。警方掩盖了雇私家侦探的丑闻。一个月后，琴叶回到反侦探科，决心变强。玲奈发现一份与咲良案相似的调查报告，怀疑出自同一人之手，开始追查名为 "日野池" 的跟踪狂。

玲奈发现被跟踪狂桧池杀害的女性报告与咲良案报告格式相同，怀疑是 "死神" 所写，坚持到医院盘问桧池，却发现他已被杀，死状与报告描述一致。警方怀疑玲奈是凶手，下令通缉。同时，家暴庇护中心 11 名女性集体失踪，悠马和长谷部调查发现她们似乎 "自愿" 离开。琴叶在彩音家发现玲奈被虐视频，恢复后质问姐姐，愤而搬回宿舍。玲奈向须磨汇报桧池之死，两人推测 "死神" 在警告他们。

玲奈在跟踪狂升濑 (中野裕太饰) 公寓前偶遇悠马，得知警方正通缉她。琴叶调查升濑银行账户，玲奈找到他藏身的宾馆，发现 "野放图" 组织短信和一份与咲良案格式相同的调查报告。玲奈跟踪升濑到 "野放图" 据点，发现该组织利用侦探提供的情报绑架家暴女性。琴叶因担心联系悠马，玲奈被 "野放图" 成员发现并抓获。

玲奈被 "野放图" 绑架，谎称是侦探助手，得知他们通过 "泽柳菜菜" 获取女性情报。关键时刻，悠马救出玲奈，带她回家避难，玲奈见到悠马的母亲和女儿。悠马决定营救失踪女性，玲奈则调查 "泽柳菜菜"。两人发现 "野放图" 头目淀野 (丸山智己饰) 和成员笹仓志帆 (真理子) 利用侦探情报绑架女性，转移到秘密地点。警方突袭时，悠马被淀野刺伤，生命垂危，玲奈从宇佐美秋子口中得知 "泽柳菜菜" 可能就是 "死神"。

悠马因伤重死亡，玲奈悲痛欲绝，销毁了可能让悠马背上 "伤害罪" 的航拍视频。坂东、长谷部认定玲奈是桧池和淀野凶手，誓要逮捕她。琴叶首次独自执行任务，与飒太 (藤冈靛饰) 假扮医生潜入 "野放图" 成员宇佐美秋子家，询问 "泽柳菜菜" 下落，却被划伤。玲奈一度动摇，在参加悠马女儿学校活动后重新振作。须磨告知玲奈，阿比留曾调查过 "泽柳菜菜"，玲奈探监获取关键情报：泽柳结过三次婚，丈夫均为宅男且全部离奇死亡。

玲奈与琴叶拜访高桥理佳 (阳月华饰)，她哥哥与 "泽柳菜菜" 结婚八天后猝死。玲奈发现报告中泽柳高中照片，琴叶寻访校友却无人记得此人。侦探协会要求须磨解散反侦探科，须磨反提议全行业建立反侦探科，获竹内支持。市村凛 (门胁麦饰) 逃到侦探社，称被丈夫沼园贤治 (家暴男) 追杀，玲奈怀疑是 "死神" 泄露其行踪。跟踪沼园时，玲奈发现他收到的信竟来自反侦探科，且内含 GPS 追踪器。淀野在医院被杀，死状与桧池相同，警方怀疑玲奈，长谷部监视证明她无辜。玲奈设局引 "死神" 现身。

玲奈用电击枪击倒监视她的鸭居秀一，随后儿玉庄治、黑川勇介现身，他们是其他侦探社的 "反侦探科" 成员，认为玲奈行为越界，要收集证据将她绳之以法。琴叶接到姐姐彩音 "自杀" 短信，发现彩音已被 "死神" 操控，精神崩溃。须磨接到停业 15 天命令，警方誓要抓玲奈。玲奈在酒店设伏，遭沼园袭击，被悠马的同事救下。众人发现 "泽柳菜菜" 身份被盗用，其户籍被 "死神" 利用。须磨发现 "泽柳菜菜" 曾与玲奈母亲住同一医院，向玲奈父亲了解情况。琴叶被绑架，玲奈前往救援，却被从背后袭击。

须磨公司关闭，玲奈遭市村凛袭击，后者自称 "死神"，得意地列举罪行，包括杀害咲良和玲奈母亲。原来市村凛本名泽柳菜菜，是一名专门为家暴男提供女性情报的侦探，因玲奈母亲和妹妹妨碍其 "工作" 而痛下杀手。琴叶被绑，被迫目睹这一切。玲奈识破市村凛谎言，原来她只是 "死神" 的棋子，真正的幕后黑手另有其人。关键时刻，警方和其他侦探社反侦探科成员赶到，联手制服市村凛。案件终结，玲奈正式接纳琴叶为反侦探科搭档，两人约定继续追查其他不法侦探，守护正义。