警視庁近くの道を黒のスーツ姿で走る若き刑事・黄沢蕾（佐藤勝利）。そのまま１台の大きなトラックに乗り込むと、そのトラックはエンジン音を轟かせながら、警視庁の地下駐車場から地上へと飛び出していく。トラックの名は通称【一番星】――警察同士の縄張り争いを打破すべく、警察庁が試験的に運用を決めた【移動捜査課】が駆る、《爆走する捜査本部車》である。 運転席に座るのは、白鳥浩志（田中幸太朗）、そして捜査本部車内には女性刑事の仲沢桃子（土屋太鳳）、天尾美青（優香）、ベテラン刑事の須黒半次（横田栄司）、そして彼ら【移動捜査課】のメンバーを率いる課長でありチームリーダーの赤瀬則文（井ノ原快彦）の姿。【一番星】は、午前に港区と文京区で立て続けに発生した、高齢夫婦を狙った緊縛強盗の管轄所轄署へと急行していた。 「手口が酷似した２つの事件を、２つの所轄署が合同で捜査する」。一見すると簡単なことに見えて、実はとても難しい事案に、蕾以外の刑事たちはあからさまに面倒そうな顔を。【一番星】を迎える各署の職員側も嫌そうな態度を隠そうともせず、移動捜査課に配属されてまだ一週間の蕾は「僕らはみんな仲間では？」と納得できない表情を見せるのだった。 その最中、３件目の事件発生の一報が届き、その現場が千葉県市川市だと判明すると、所轄同士の争いに加え、警視庁と県警本部の争いもぼっ発しそうな気配に【移動捜査課】のメンバーはうんざり顔。赤瀬の指示で【一番星】は３つの署の真ん中に移動、美青は千葉県警本部へと調整に向かう！ そんな中、３件目の事件に関わったという若い男が自首してきたという情報が。その男の証言により、阿久津翔一（菅生新樹）という若者の存在が明らかになる。 連行した翔一の供述にどこか違和感を抱いた蕾と桃子は、トラックの調整に来た"メカじい"こと緑川宗一郎（北大路欣也）が言っていた「ノイズをよく聞け」という言葉を思い出し…？ 最初の事件――【一番星】があらゆる"境界"を越えて爆走する！
神奈川県警の北高津署に国枝将司（野間口徹）という男が「人を殺した」と自首してくる。同じ頃、東京都世田谷区の公園で拳銃で撃たれた死体が発見され、財布に残っていた免許証から被害者は高級腕時計を輸入販売している玉城すすむ（河野裕一郎）だと判明。国枝を逮捕した北高津署と、死体が発見された世田谷南署の両方に捜査本部が設置されたため、仲沢桃子（土屋太鳳）ら《移動捜査課》にも出動命令が出る。 捜査本部は２つだが…「事件は一つ」――なんとか合同捜査に持ち込みたいと考える赤瀬則文（井ノ原快彦）だったが、神奈川県警と警視庁のメンツのぶつかり合い、調整担当の天尾美青（優香）はめんどくさそうな様子を見せるのだった。 案の定、神奈川県警と警視庁は互いに一歩も譲る気配を見せない。ついに警察庁から捜査指揮命令が下され、《移動捜査課》の【一番星】が合同捜査本部となり、黄沢蕾（佐藤勝利）が運転する２号車＝取り調べ室も合流する。 さっそく２号車で取り調べがスタートするが、被疑者の国枝は神奈川県警の取り調べに対し怯えた様子も不安そうな表情も見せず、「通りすがりの見知らぬ人を拳銃で撃った」と供述。拳銃の入手経路については「黙秘」を通す。しかし、警視庁の取り調べになった途端、供述を翻した挙げ句、拳銃の入手経路まで明かす。前後の取り調べで正反対の供述をする国枝に、蕾は「ふざけてんですか!?」と詰め寄るが…？ その後も、またのらりくらりと供述を変えていく国枝――被疑者の真の目的を探るべく、赤瀬は国枝の過去をもう一度徹底的に洗い直すことを命じる！すると意外な事実が浮かび上がる！
山梨県の住宅で強盗殺人事件が発生。その家に住む30歳の男性が殺害されているのを、母親の友里恵（南野陽子）が発見する。山梨県警の捜査一課が捜査を開始するものの、現場付近の防犯カメラには被害者宅の周辺をうろつく不審者が映っており、その人物が東京都八王子市に住む深沢智導（植草克秀）だと判明。警視庁が捜査に参入し【広域犯罪】となったことで、仲沢桃子（土屋太鳳）、黄沢蕾（佐藤勝利）ら《移動捜査課》が【一番星】で現場に向かうことになる。 しかし過去の事件以来、警視庁と山梨県警は”犬猿の仲”――案の定、現場の前では山梨県警の捜査一課と警視庁捜査一課の根本輝彦（今野浩喜）らがにらみ合いを。なんとか赤瀬則文（井ノ原快彦）が捜査指揮命令書を提示し、合同捜査を開始するが、友里恵は重要参考人である深沢と面識がある様子はない。さらに、須黒半次（横田栄司）は友里恵の首元にアザがあることに気づき…？ 一方、深沢の任意聴取に乗り出した《移動捜査課》だったが、深沢からも被害者や友里恵との接点は見いだせない。しかし、深沢の娘の部屋を見ていた須黒は、あるものに目を留める。さらに、深沢の自宅にどことなく違和感を抱いていた蕾は、その夜に違和感の正体に気づき…!? 深沢と被害者宅を繋ぐ手がかりを確証に変えるべく、【一番星】が東京と山梨を大爆走する…！
東京都と埼玉県を分ける国道を挟み、その両側の土地でほぼ同時刻にそれぞれ死体が見つかる。死亡推定時刻もほぼ同じ、凶器はどちらも短刀――さらには昭和アニメオタクの天尾美青（優香）からの情報で、殺された２人は中吹大空（四方堂亘）と公神漣（徳永邦治）というアニメの声優だということがわかる。 しかも、捜査一課の調べで２人が被害総額3,000万円を超える“ロマンス詐欺”の重要参考人だったことも判明し、仲沢桃子（土屋太鳳）、黄沢蕾（佐藤勝利）ら移動捜査課は、被害者の中でも被害額が飛び抜けて高額だった獅子縞龍子（かたせ梨乃）のもとを訪ねる。しかし龍子はなんと、元指定暴力団・獅子縞組会長の女房、つまり“極道の妻”だった…！ 移動捜査課の面々に「詐欺を働いた２人を恨んではいない、毎日楽しい時間だった」と話す龍子。自分が疑われているのを意に介す素振りも見せず、逆に挑発するような言動まで…。 龍子のそばにいた若頭の麻村銀次（徳重聡）も何らか関与しているのではという見立てをする中、美青が龍子の言動を冷静に分析する様子を見た赤瀬則文（井ノ原快彦）は、美青に今回の事件の指揮を執るよう指示。蕾とバディを組み、龍子と麻村の留守中に邸宅の中を秘密裏に捜索する。すると、龍子の部屋に積んであるミステリー小説の中から、警察庁が配布した移動捜査課の広報誌が発見され、さらには事件前から龍子が現場付近をうろついていたという情報まで…!? 初めから広域犯罪について知っていて犯行を企てたと見た移動捜査課は、いよいよ龍子への逮捕状を請求し、全面対決を挑む…！ 一方、１人怪しい動きを見せる美青に赤瀬がついに…？
ある日、仲沢桃子（土屋太鳳）と黄沢蕾（佐藤勝利）、白鳥浩志（田中幸太朗）が広報活動のために街で【一番星】を走らせていると、半グレ集団に追われた１人の女性が助けを求めてくる。 中村弘恵（栗山千明）と名乗るその女性は《殺人犯の妻》としてネット記事や掲示板でその名が晒されている人物。ネット上には「人殺しの妻」「家族は死んで詫びろ」という書き込みが並び、弘恵自身は夫が残した借金のために８年もの間、半グレたちに追われていたのだ。 弘恵をかくまったことで取り囲まれることになってしまった【一番星】――異常事態に呼び集められた赤瀬則文（井ノ原快彦）、須黒半次（横田栄司）、天尾美青（優香）だったが、実の親にまで見放されたという弘恵を「保護する」か「所轄の生活安全課に引き渡すか」で、意見が真っ二つに。自身もネットの炎上を経験し、移動捜査課にやってきた背景を持つ桃子は、薄情なメンバーたちに憤りを…。 しかしその矢先、警察庁官房審議官から「余計なことに首を突っ込むな」と通達が！ 自分たちの行動が、上層部に筒抜けなことに疑問を抱くメンバーたちだったが、美青の怪しげな行動に気づいていた赤瀬だけは…？ 結局、移動捜査課内での意見はまとまらずにバラバラになったまま、弘恵が８年前に息子の悠貴を預けた児童福祉施設を訪れた一行。しかし悠貴は３カ月前に施設から姿を消していた。手がかりを辿りながら悠貴を探し始める蕾たちだったが、またしても官房審議官から捜索中止の命令が！
