未解決事件を専門に扱う特命捜査対策室第4係に勤務する新米刑事・桜木泉（上戸彩）は、今日も調べものをしている途中で寝てしまい庁舎に泊まっていた。

4係係長の倉田工（杉本哲太）は室長の長嶋秀夫（北大路欣也）から、前日に山の中から白骨化した人骨が発見された事件の資料を渡される。人骨は10年前に起きた「東都銀行３億円事件」の容疑者の1人であることから4係が捜査することになったのだ。

３億円横領事件の容疑者は、当時銀行に勤務していた大貫清美（宮下ともみ）、飯島友江（松岡恵望子）、迫田麻衣（小松彩夏）の３人で、いずれも事件直後から行方不明になっていた。白骨死体は麻衣で、死後10年が経っていることが判明。遺留品のメモには恋人だった宮本弘史（徳秀樹）の口座番号が書かれ、口座には横領事件の半年後に500万円が振り込まれていた。宮本は、話しを聞きに来た泉と深沢ユウキ（丸山智己）に事件発生時に清美が支店長の木村行信（渡辺憲吉）に電話しているのを目撃したことを告げる。

同じ頃、4係では白石晋太郎（中原丈雄）が倉田にインターネットの裏サイトで発見した、山の中で逃げまどう女性が拳銃で撃たれる映像を見せていた。その女性は横領事件の主犯とされていた大貫清美だとわかる。塚本と高峰涼子（山口紗弥加）は、木村を訪ねるが、事件との関係を否定する。

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高峰と泉は清美の母親・聡子（朝加真由美）の聞き込みに行くが、聡子は麻衣を殺したのも娘だと決め付ける。10年前は娘の無実を信じていた聡子の変化に驚く泉だが、そうさせたのは警察だという高峰の言葉にがく然とする。

清美が映っていた場所と、宮本の口座に500万円が振り込んだのが清美の恋人だった田神慎二（　　　）と判明した。田神は、別の女性と結婚するために、大学の後輩である宮本に清美の浮気写真を撮らせていて、お金は口止めで渡したものだった。次々と新しい事実が発覚する中、泉は純粋に幸せを望んでいた清美が事件を起こしていたことを不審に感じ始めていた。そんな中、飯島友江が10年前に銃殺されていたことも判明。3人が殺されていることがわかり宮本に容疑がかかるが、宮本は、映像は清美の偽装工作であることを告げる。その証言の中で麻衣が清美の体を心配する発言が気になってしかたがない泉は再び聡子を訪ね、清美が消息を絶つ前に謝罪の言葉を口にしていたことを知る。

映像をもとに山の中で清美の行動をたどっていた泉は、清美が本当に殺され、さらに妊娠していこことを突き止めた。映像の出所が木村であることがわかり、取調べを行うが木村は否認するばかりだ。そこへ泉がやってきて清美が妊娠していたことを告げる。さらに白骨と共に発見された音声から木村が犯人である証拠も出た。諦めた木村は３億円横領の計画したことと３人の殺害を認める。再び山中を捜索した結果、泉が清美の白骨死体を発見。事件は解決、泉は聡子に真相を告げた。

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