北品川ラッキー探偵社に、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んだ。探偵となった時多駿太郎（松本潤）は、ステラバイオ社に新田輝（瑛太）が潜入捜査に入ると聞く。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）が新田を指名したが、新田が頭脳も明晰だと知った駿太郎は面白くない。
2週間後、新田はステラバイオ社に「井上」と名乗って潜入。研究員の佐々岡（リリー・フランキー）の素行調査をするが、佐々岡は天才とされる反面、協調性のない人物だった。その数日後、佐々岡は新田に書類を手渡し、明日までにまとめておくよう命じると研究所を後にした。新田は、外で駿太郎とともに待機中の水野飛鳥（仲里依紗）に佐々岡が研究所を出たことを伝える。それを受けた駿太郎と飛鳥が佐々岡を尾行すると、やがて、繁華街にある高級クラブに入っていった。佐々岡はそこでひとりの男と会うと話をはじめる。そんなふたりの様子を、ライター型のカメラで盗撮している人物がいた。ホステスに扮装した飛鳥だった。
翌日、探偵社の事務所に駿太郎、新田、旭淳平（大泉洋）、飛鳥らが集まり調査報告が行われていた。佐々岡がクラブで会っていたのはライバル会社の人事部の男らしいが、さらに詳しく事情を探るため、筑紫昌義（角野卓造）は、駿太郎に佐々岡の妻の美紀（鮎ゆうき）に接触するよう命じる。早速、駿太郎と飛鳥は新婚夫婦を装い美紀に声をかけると…。