ヨガインストラクターの本宮亜希子（山崎真実）が何者かに毒を飲まされ殺害された。「恋愛感情のもつれによる犯罪特別対策班」-以下「恋愛殺人捜査班」-の大儀見壮真（野村周平）と夢川幹也（塩野瑛久）は遺体のそばに落ちていた１枚の紙に注目した。それは本宮をはじめ女性７人の名前が記されたリストで全員が有名シェフの新城修司（竹財輝之助）の恋人と判明。大儀見と夢川は痴情のもつれによる犯行と睨み新城を聴取するもアリバイがあった。だとすると犯人は誰なのか？リストは誰が何のために作ったのか？暗礁に乗り上げる一方、リストの女性たちが次々狙われついには第二の殺人まで…“リスト”は”デスノート”へと変貌を遂げてゆく。
ヨガインストラクターの本宮亜希子（山崎真実）に続き、華道家の浅間志帆（木下あゆ美）も遺体となって発見された。「恋愛殺人捜査班」の大儀見壮真（野村周平）と夢川幹也（塩野瑛久）は事件直前に殺害現場を訪ねていた恋人のシェフ新城修司（竹財輝之助）を再び聴取。「７人を平等に愛している」と語る新城は「何で私が愛する恋人を２人も殺すというのか？」と疑惑を否定し不適な笑みを…一方、リストの女性のひとりで新城のレストランで働くスーシェフの高野エマ（工藤美桜）は新城を必死にかばうも不審な点が…そんな中、警察と事件関係者しか知る由のない７人のリストいわゆる“デスノート”がネットに流出！事件は急展開を迎える。
高校教師で吹奏楽部の顧問でもある君塚明奈（佐津川愛美）の夫・海人が何者かに刺され殺害された。「恋愛殺人捜査班」の大儀見壮真（野村周平）と夢川幹也（塩野瑛久）は海人に多額の保険金がかけられていることから妻・明奈に疑惑の目を向ける。だが犯行時刻に明奈は学校内にいたと関係者たちが次々に証言、つまりアリバイがあった。だが明奈には禁断の秘密が！吹奏楽部の部員・村雨大地（青山凌大）と肉体関係を持っていた…大儀見は“明奈が大地を洗脳し夫を殺害させた”と睨み異様なまでの敵意を明奈に向ける。夢川はそんな大儀見に疑念を抱き人事記録から大儀見の経歴を調べると意外な事実が…。
夫を殺害された高校教師の君塚明奈（佐津川愛美）は悲劇のヒロインなのか？魔性の女なのか？「恋愛殺人捜査班」の大儀見壮真（野村周平）は明奈が教え子である村雨大地（青山凌大）を誘惑・洗脳し夫を殺害させたと推測する一方、夢川幹也（塩野瑛久）は教師に恋していたとはいえ殺害に手を染めるのかと疑念を抱く。２人の捜査が混迷する中、学校裏サイトに明奈が複数の男子生徒と肉体関係を持っているとの告発が！大地は怒り明奈を問い詰めるが…明奈は「信じて。私たちは、大丈夫」とささやく。明奈の“鉄壁のアリバイ”は破られるのか？“魔性の女”の正体が暴かれる。
会社員刈谷義春（和田正人）の妻・刈谷朋美（安藤聖）が自宅で死亡した。自傷行為の形跡があり睡眠薬を飲んだことによる中毒死であることから自殺と推測された。だが「恋愛殺人捜査班」トップの御仏玲子の指令により大儀見壮真（野村周平）と夢川幹也（塩野瑛久）が捜査することに。カギは朋美が生前に残していた“動画”…錯乱状態で「死にたくない！殺される！」と叫んでいた意味は？実は朋美には“不倫の過去”があった。その後、朋美の裸の写真が何度も送りつけられるように…以来、朋美の精神状態は悪化し引きこもるようになった。義春は妻の不倫相手・井畑康の仕業と怒りをぶちまけるが…妻を愛しすぎる夫ＶＳ見えざるストーカーの行方は。
死亡した刈谷朋美（安藤聖）の夫・義春（和田正人）と朋美の姉・田辺京子（宮地真緒）は不倫関係にあった…２人が共謀して殺害に及んだのか？「恋愛殺人捜査班」の大儀見壮真（野村周平）と夢川幹也（塩野瑛久）は捜査を続けるが何者かが朋美に睡眠薬を飲ませた形跡はまったくない。そんな中、義春の自宅に再び朋美の裸の写真が届けられた。朋美の元不倫相手・井畑康の嫌がらせなのか…井畑は朋美の死とどんな関わりがあるのか？朋美が生前残した「死にたくない！殺される！」と叫ぶ動画の意味は？懸命の捜査が続く中、警察上層部から“捜査打ち切り”との通達が…。
