警視庁副総監の武重治 (伊武雅刀) が直々に、都市伝説オタクの美人刑事･音無月子 (長澤まさみ) とその上司･丹内市生 (竹中直人) に極秘捜査を依頼してきた。なんでも、国会議事堂の中央塔8階にあるホールで新聞記者が刺殺されたというのだ。国会議事堂の8階ホールといえば、女の泣き声が聴こえるようになったため、「開かずの間」として閉鎖されている…と言われる、いわくつきの場所。声の主は、かつて国会職員のダンス練習場として使われていたころのホールで出会った男との恋に破れ、8階から身投げした女の霊…らしい。

テレビ局の局員･須貝修一 (神保悟志) が真夜中の局内で殺された。頭部には殴られた痕があり、これが死因なのは間違いないが、凶器が何なのか、どこで殴られたのかも不明だ…。さっそく都市伝説オタクの美人刑事･音無月子 (長澤まさみ) は事件発生現場へ。そこで、テレビのモニターを見た月子は、被害者が最後に見ていた映像を目撃。その瞬間、嬉々として目を輝かせる。

ある夜、突然のラップ音で目を覚ました都市伝説オタクの美人刑事･音無月子 (長澤まさみ) は、驚くべき事態に遭遇する。なんと、部屋の隅には「座敷わらし」らしき女の子がおり、彼女が窓の外を指差した瞬間、助けを求める女の悲鳴が聞こえてきたのだ! 月子が声のした通り沿いの家へ駆けつけると、応対した石橋文江 (佐々木すみ江) が「男が家に押し入った」と言う。

占い師の合田千尋 (西原亜希) が、ベランダから侵入した何者かに襲われた。実は、占い師が襲われる事件はこれで4件目。しかも、全員が首を絞められている上に、殺されてしまった先の被害者3人はいずれも千尋の師匠だった。ところが、都市伝説オタクの美人刑事･音無月子 (長澤まさみ) は、4人をつなぐ接点がそれだけではないことに気付く。事件はすべて満月の夜に起きていたのだ!

あなたは一週間以内に死にます―。占い師･合田千尋 (西原亜希) から不吉な予言をされて以来、都市伝説オタクの美人刑事･音無月子 (長澤まさみ) は連日、危ない目に遭うようになる…。そんななか、上野の公園で会社員･新堀三郎 (ノゾエ征爾) の他殺体が見つかった。遺体の周りには日光東照宮などに印が付けられた古地図や古文書が散乱しており、地面には「つるか」というダイイングメッセージが…。その状況を確認した途端、ある都市伝説が脳裏をよぎった月子は、童謡『かごめかごめ』を歌いだす。

FBIに出向していた都市伝説オタクの美人刑事･音無月子 (長澤まさみ) が一時帰国した。月子の目的は、富士山に関する都市伝説を語り合うシンポジウムに参加すること。月子はさっそく会場となる富士山麓へと向かう。と、そこへ警視総監になったばかりの武重治 (伊武雅刀) が現れた。武は月子のため、警視庁内に都市伝説が絡んだ全国の事件を追う「非科学事件捜査班 (略称:UIU)」を設立し、月子の上司･丹内市生 (竹中直人) を班長に任命。月子はUIU設立にあわせ、警視庁に復帰することに。その矢先、事件が起こった!

六甲山で車中から流星群を見ていた神戸市在住の夫婦、岩崎沙知 (酒井美紀) と裕二 (金子賢) が翌朝、はるか遠く離れた東京･羽田空港近くの路上で見つかった。しかも発見時、夫婦が乗っていた車の後部座席には沙知の友人･堀美加子 (長澤奈央) の刺殺体が…! ところが、岩崎夫妻は流星群を見始めてからの記憶を喪失。東京まで来た理由と方法についても、美加子の遺体についても、まったく身に覚えがないというではないか…。都市伝説オタクの美人刑事･音無月子 (長澤まさみ) はこの奇怪な事件の情報を、独自ルートで勝手に入手。

とある13日の金曜日―。都市伝説オタクの美人刑事･音無月子 (長澤まさみ) らUIU (＝非科学事件捜査班) のメンバーたちが乗る車が、目的地であるキャンプ場へ到着する前に故障。クタクタになりながら歩き通し、やっとのことでキャンプ場に着いた月子らを、思わぬ事件が待ち構えていた! バラエティー番組のロケのため、13番ロッジに宿泊していたディレクター･清水政文 (小島よしお) が、鈍器のようなもので頭部を殴られて死んでいるのが発見されたのだ。

白バイ隊員に変装した犯人が巧妙な手口で、現金輸送車から約3億円を強奪―。かの有名な昭和の未解決事件「三億円事件」が発生した東京･府中刑務所裏の学園通りで、車に乗った弁護士･矢島直樹 (遠藤たつお) が刺殺された。矢島は、資産家･奥田陽三郎 (太田裕) から預かったばかりの現金964万1605円を持参していた。ところが、その現金が入ったカバンは犯人に持ち去られており、どういうわけか矢島の手は旧紙幣の五百円札を握っていた…。

鑑識課員･勝浦洋人 (溝端淳平) はある夜、芸能コースを有する女子校の前で、少女の叫び声を耳にする。声がした校内へと足を踏み入れると、恐怖に震える生徒の姿が! 彼女が指差した女子トイレの個室で、国民的アイドルユニット「六本木55」のエース･長谷川実希 (上間美緒） の刺殺体を発見する。勝浦から連絡を受け、現場に向かった都市伝説オタクの刑事･音無月子 (長澤まさみ) は、被害者の担任･戸島優奈 (安達祐実) から事情を聴くことに。

休日の東京･上井草駅―。ガンダム詣でに興じていた都市伝説オタクの美人刑事･音無月子 (長澤まさみ) と鑑識課員･勝浦洋人 (溝端淳平) に、ひとりの男が声をかけてきた。彼の名は井本廣幸 (山本浩司)。毎週ガンダム･オタク仲間とともにガンダム詣でをしているのだが、その日に限って、仲間のひとりであるロボット工学の教授･貝原康介 (矢柴俊博) が姿を見せないというのだ。嫌な予感がした月子は貝原の家へ。