真野（錦戸亮）のもとに「君のお兄さんのことで話がある」という男から電話があった。真野は指定された場所で男を待ち続けたが、結局誰も現れなかった。
そんな折、河川敷でホームレスの男性の変死体が発見される。被害者は新妻大介（伊藤高史）。高校3年生のときに失踪して以来行方不明で、捜索願が出されていた。死因は溺死。だが、肺などには液体が残っていたものの、体には濡れた痕跡はなかった。また、現場には血液のようなものが付着した軍手も落ちていた。虎丸（船越英一郎）たちは、科捜研の海塚（小雪）に、遺体から採取した液体と軍手の検査を頼むとともに、臨場を依頼する。鑑定の結果、液体は水道水で、鉄のさびと思われる物質が検出された。一方、軍手にはいくつかの小さな穴が開いており、男性ひとり、女性ふたりの古い血液が付着していたが、データベースで照合しても身元は不明だった。また、軍手の内側から検出された皮膚片は、被害者とは別の人物のものだった。
臨場に向かった真野たちは、現場付近の水道から水を採取する。するとそこに、早川尚文（萩原聖人）が献花を持って現れる。早川は、新妻の高校時代の担任だという。虎丸は、新妻が失踪した理由を早川に尋ねた。すると早川は、当時新妻が、友人が家族を刺殺して自殺したことにショックを受けていたことを話す。その事件とは、真野の家族が殺された25年前の『武蔵野一家殺人事件』のことだった。