１９９６年、１９歳の工藤順一（吉沢亮）が「お父さん、僕は自由です」と書かれた手紙を胸に自宅前で絶命。当時、捜査は難航し、未解決事件となった。そして現在。神奈川県警・捜査一課の刑事、石川百合（吉田羊）のもとに外国人女性が訪ねてきて、「１９９６年に殺人を見た」と告白。百合は課長代理の本木（三浦友和）、立川（滝藤賢一）、金子（光石研）と、異動間もない高木（永山絢斗）と共に、新たな証拠を求め捜査を始める。

２０１５年、鶴見区にあるアパートの窓から母子が転落。６歳の娘は即死。母親の比嘉ひとみ（仲里依紗）は一命を取り留めたものの昏睡状態に陥った。玄関のドアは押し破られ、事件直後にアパートから駆け出す南米系の男の姿も目撃されていたため、強盗による犯行の線で捜査が進められたが、進展しないまま未解決となった。しかし、それから１年。奇跡的に母親が目を覚ましたことをきっかけに、事件は再び動き出す。

１９９５年８月。神戸地方検察庁の検事、西尾智人（筒井道隆）が、神戸から３００キロ以上離れた横浜で刺殺された。西尾は当時、未曾有の災害であった阪神淡路大震災の復興ボランティアとして被災地を訪れていた女子大生が、避難所で暮らす１７歳の不良少年によって殺害された事件を担当していた。あれから２１年。西尾の妻が今になって亡き夫に横領の容疑が掛けられたことに疑問を抱き、本木のもとを訪れる。

２００４年６月。神奈川県郊外にあるコンビニに勤める小川理紗（東加奈子）は、夫からのＤＶに苦しんでいた。彼女は娘に、もしもパパが来たらカウンターに隠れなさいと言ったまま失踪。それから１２年たった２０１６年。鳥獣保護区の森から首なし死体が見つかる。その死体は捜索願が出されていた小川理紗であった。さらに同じ場所で８体の首なし死体が発見される。前代未聞の猟奇的殺人を目の当たりにし、百合たちの緊張が高まる。

捜査一課に「プラン」と書かれた紙が届く。紙には「開央学院」とあり、「１無視、２ご褒美、３秘密、４テスト、５エスカレート、６破壊」、「２０１２年７月１６日内藤貴一」と記されていた。開央学院は全寮制エリート男子校で、創立から今まで殺人事件などは起きていなかった。しかし、２０１２年７月１６日、教師の内藤貴一（堀部圭亮）が泥酔状態で溺死する事故が起きていた。百合たちは「プラン」の情報をもとに捜査を始める。

１９５０年８月、横浜本牧のチャブ屋で韓国人女性、コ・スジョン（門脇麦）の死体が発見された。死因は暴行された後の窒息死。彼女はアメリカ占領軍兵士相手の売春宿で働き、行きずりの客に殺害されたと推測されていたが、犯人は特定できず未解決となった。それから６６年、スジョンの孫である金井美紀（酒井美紀）が、母の遺品の中に祖母の手紙を発見。手紙には、「ミルクマンが私を壊さなければよいのに」と記されていた。