三枝健人（坂口健太郎）は、幼い頃に起きた女児誘拐殺人事件で、被害者の女子児童を連れ去った謎の女を目撃。そのことを警察に訴えるものの相手にされず、15年後、事件は間もなく時効を迎えようとしていた。
警察官になった健人は、ある日、廃棄予定の無線機から声がすることに気付く。声の主は刑事の大山剛志（北村一輝）。大山は、15年前の事件で指名手配された男の遺体を発見したと話し、半信半疑の健人が現場へ向かうと、そこには確かに男の白骨遺体があった。時効成立を前に、事件は犯人の自殺で終わるかに見えた。
しかし、犯人が女だと断言する健人は、刑事の桜井美咲（吉瀬美智子）とともに、犯人逮捕に向けて捜査を再開。すると、吉本圭子（長谷川京子）という看護師が捜査線上に浮上し、その風貌から、健人は彼女こそが真犯人だと確信する。圭子は警察で取り調べを受けるが、美咲の尋問に淡々と答えるだけで、なかなか口を割らない。時効成立が刻一刻と迫るなか、健人たちには焦りの色が見え始めて……。
やがて、日本で時効の撤廃が決まり、警視庁内には長期未解決事件捜査班が発足された。美咲は班長に任命され、刑事の山田勉（木村祐一）と鑑識官の小島信也（池田鉄洋）が配属される。一方、健人は女児誘拐殺人事件の後、一度だけ無線機で大山と交信していた。「また無線はつながる。その相手は3年前の私です」と、謎の言葉を残す大山――。
8年後、アメリカでプロファイリングを学んだ健人は、プロファイラーとして長期未解決事件捜査班に配属される。そして早速、未解決のまま捜査が終了した過去の連続女性殺人事件と対峙することになり…。