1984年1月。 雑草の 生い茂る河川敷に、 殺された10歳の少女・葛城佐智絵の無惨な遺体が横たわっていた。 そばに呆然と立つ少年の手は真っ赤な血に染まっている・・・。 15年後の1999年1月。 犯人が捕まらないまま事件が時効を迎えた日、 25歳の医師・郷田亮二（江口洋介）は務めていた大学病院を突然辞め、 フランスへ旅立った。 2008年、 フランス。 亮二はリヨンにあるインターポール（国際刑事警察機構）本部に勤務する刑事に転身していた。 研修でまもなく日本に戻ることになっていた亮二は、 帰国を前にパリへ向かう。
サチ（広末涼子）の個展に亮二（江口洋介）が現れた。 その姿を見たサチは表情を硬くする。 清子（風吹ジュン）に同窓会があることを知らせ、 サチを出席させるよう仕向けたのは亮二だった。 「何のために？ 」と詰め寄るサチに亮二は、 サチの正体を探っていたことを明かす。 サチは、 佐智絵が殺された後、 葛城家に迎えられた養女だった。 精神的に不安定だった清子はサチを佐智絵だと思い込み、 サチは佐智絵を演じ続けるしかなかった。 この事実を突きつけられたサチは、 亮二がなぜ自分のことを調べるのかがわからず動揺する。
サチ（広末涼子）を庇って刺された亮二（江口洋介）は病院に運ばれた。 サチを襲った男は逃走。 大田西署で丸山（小日向文世）に事情を聞かれたサチは、 正体不明の男から「手紙を渡せ」と電話で呼び出されたことを隠すが、 志摩野（堺雅人）には真相を話す。 志摩野は「佐智絵に関することはすべて消し去った方がいい」とサチが持っていた佐智絵の手紙を燃やしてしまう。
サチ（広末涼子）を襲った小巻（反田孝幸）が、 南町の飲み屋で“顔にアザのある男”に手紙を奪うよう頼まれたと供述。 ほどなくサチは南町のスナックの店名が入ったライターを自宅で見つける。 男が家に現れたのではないかと不安に襲われたサチは、 亮二（江口洋介）に電話をかけて店の名前を確かめる。
「佐智絵を殺したのは私」 と衝撃的な言葉を口にした清子（風吹ジュン） に、 志摩野（堺雅人） はすぐさま心療内科への入院を手配。 清子の口を封じるかのような行動を訝る亮二（江口洋介） は、 大田西署で志摩野を取り調べようとする。 25年前、 上海にいたという志摩野は事件との関わりを否定するが、 清子が結婚前、 新藤（宅麻伸） とつきあっており、 結婚後も新藤は葛城家に出入りしていたという事実が判明する。 「佐智絵は2人の関係を知り、 新藤に殺されたのではないか？」 と追及する亮二に、 時効となった佐智絵殺しをなぜ調べるのかと、 逆に亮二を問い詰める志摩野だったが、 均（大杉漣） から新藤の話を聞いたと漏らしてしまう。 亮二は均と清子に事情を聞くと意気込むが、 丸山（小日向文世） に止められる。 時効事件は捜査の対象外なのだ。
新藤（宅麻伸）の他殺体が、 唯衣（相武紗季）の車から見つかった。 清子（風吹ジュン）は決別を告げるつもりで会いに行った新藤が、 結局現れなかったと警察で証言する。 捜査を外された丸山（小日向文世）と舜（稲垣吾郎）のもとに、 事情聴取を終えた唯衣が戻ってきた。 唯衣は、 亮二（江口洋介）が朝まで家に帰らなかったことを刑事に話したと言い、 昨夜のアリバイがないことを案じていた。 志摩野（堺雅人）は、 亮二が佐智絵殺しの犯人を「殺す」と言ったことを刑事にしゃべったという。 疑いを向けられた亮二に舜は昨夜のことを質すが、 亮二は「時間をくれ」と口をつぐむ。 しかし丸山と舜は亮二の前夜の行動を探り、 亮二が犯人を自首させようとしていることを悟る。
サチ（広末涼子）の兄であることを告白した志摩野（堺雅人）、 25年前の事件の何かを知っているらしいという秋本（佐々木蔵之介）。 2人に話を聞くため、 亮二（江口洋介）は上海に向かう。 一方、 サチも突然現れた兄に戸惑いながらも、 志摩野に会おうと上海へ発つ。 上海で亮二を迎えた秋本は、 現地での志摩野の評判を話す。 土地開発事業でやり手として名を馳せているが、 その強引な手口に悪い噂が絶えないという。
亮二（江口洋介）は25年前、 事件現場で体験したことをサチ（広末涼子）に明かす。 あの日の放課後、 秋本（佐々木蔵之介）と遊ぶ約束をしていた亮二は河原の近くを通り、 佐智絵の遺体を発見。 背後から聞こえた「後ろを振り向けばお前も殺す」という犯人らしき男の声に恐ろしくなって逃げ出していたのだ。 亮二は男の声しか聞いていないが、 男は亮二の姿を見ている。 いつか亮二を見つけ出し、 口封じのために殺しにくるかもしれない…。 亮二を案じた兄の雄一は「黙っていた方がいい。 時効が成立するまで見つからなきゃいい」と言い聞かせ、 その言葉に亮二は従ったのだった。
25年前の事件現場に立つ亮二（江口洋介）の前に信造（北大路欣也）が現れた。 亮二は、 佐智絵と志摩野（堺雅人）の殺害に信造と均（大杉漣）が関与しているのではないかと迫るが、 信造に「証拠がない」と突き放される。 一方、 丸山（小日向文世）も亮二を救うために捜査に乗り出す。 25年前の事件の記憶に苦しみ続けている亮二を「早く、 楽にしてやりたい」と舜（稲垣吾郎）に話す。 犯行の証拠を掴もうと動き始めた亮二は、 均の会社で聞き込みをかけるが、 けんもほろろに追い返されてしまう。 仕事で上海にいる均ではない誰かが社員に箝口令を敷いたらしい。
危篤状態に陥っていたサチ（広末涼子）の意識が戻る。 最期の力を振り絞り、 「あなたに会えて自分の人生を生きて行こうと思うことができた」 と亮二（江口洋介）に思いを告げたサチは静かに目を閉じ、 そのまま眠るように息を引き取る。 丸山（小日向文世）に連絡を受けて東京に戻った舜は、 「俺のせいだ！」と自分を責める亮二の痛々しい姿にかける言葉もない。
亮二（江口洋介）は、 ようやくたどり着いた25年前の事件の犯人と対決することを、 信造（北大路欣也）に報告。 佐智絵、 志摩野（堺雅人）、 サチ（広末涼子）が殺された3つの事件は、 同じ人物の犯行だと告げる。 信造は、 すでにその人物を捜査本部が追っていると言い、 亮二の危険な行動を止めようとする。 だが亮二は「すべてを知りたい。 25年前の真実を明らかにしたい」と訴え、 自ら犯人と対峙させてほしいと頭を下げる。 その悲痛な願いを受け止めた信造は、 亮二が遺体の第一発見者だったことを掴めなかった自分の不甲斐なさを詫び、 真相に迫ろうとする亮二を送り出す。
