警視庁特別科学捜査班、通称 「 ホワイト・ラボ」。それは、科捜研の知識と捜査一課の捜査権とを併せ持つ、新しい組織だ。そんなホワイト・ラボの捜査官たちは、ずば抜けた科学捜査能力を持つ科学者・一ノ瀬聡士 (北村一輝)、元科捜研のエース・奥貫徹 (宮迫博之)、情報分析担当の 山根武彦 (薮宏太)、元公安部所属で心理学に精通する 本田真幸 (谷原章介) ら、一癖も二癖もある科学オタクばかりだ。刑事部長・黒田敬 (大杉漣) の命により、新たに班長としてホワイト・ラボをまとめることになった 神山恵子 (和久井映見) は、そんな “天才” たちに戸惑いながらも、班長としての最初の事件現場へ向かう。 大学教授の 小早川明美 (小島慶子) が変死体で見つかった。現場は小早川が所属する理工学部の研究室棟の前。死因は頭部の損傷によるもので、7階にある研究室の窓から落下したとみられる。窓枠には小早川の指紋が付着し、防犯カメラには彼女以外映っていなかった。防犯カメラに映らずに研究室に入るのは不可能なこともあり、ホワイト・ラボ以外の捜査一課の刑事たちは自殺の可能性が高いと判断した。 しかし、検視を終えた奥貫は他殺の可能性を指摘。自ら飛び降りた場合、多くは足を負傷するものだが、遺体は頭部を激しく損傷しており、誰かに突き落とされたと考えるのが自然だというのだ。カメラの監視の目をかいくぐり、小早川を殺した者がきっといる…。小早川は “あるものをないように見せる” ことができる 「 メタスケルトン 」 という新たな素材を開発したといわれ、話題を集めていた人物だった。神山の指揮のもと、小早川を殺す動
工場敷地内でバラバラの白骨が見つかった。人間が白骨になるまでには長い月日がかかるが、一ノ瀬 (北村一輝) はなんと 「 1週間で可能 」 と言い切る。奥貫 (宮迫博之) は小さな骨の欠片を集め 「 なにかおかしい 」 とつぶやき、本田 (谷原章介) らは工場の社長・小坂 (諏訪太朗) に聞き込みをし、その表情から何かを隠していると判断する。 班長の 神山恵子 (和久井映見) が小坂社長を取り調べで追及すると、従業員の 相沢 (阿部力) が1週間前から行方不明になっており、彼と揉めていたことを認める。しかし、殺していないと主張。 一方、1週間で遺体を白骨化させることが可能と実証した一ノ瀬は、骨の一部を相沢の写真と照合するが一致しない。相沢の骨ではないのか？白骨の身元はわからないまま。ホワイト・ラボでは DNA の抽出にとりかかる…
管内で変死体が発見された。殺されたのは 曽根崎将司 (篠原さとし)、ホームレスを支援する 「にこやか村」 の職員だった。曽根崎が殺された現場には一万円札がちらばり、曽根崎自身の口の中にも一万円札が押し込まれていた。曽根崎の死因は窒息死と見られたが、奥貫 (宮迫博之) が現場で拳銃が使用された痕を発見し、事件は謎を深める。この殺人現場にあった一万円札が気になる、と 一ノ瀬 (北村一輝) は調べを進める。 一方、本田 (谷原章介) は 「にこやか村」 の実体が闇金業者であることを突き止める。代表の 灰原 (梨本謙次郎)は暴力団の元組員で、今回の事件で使用された拳銃と同じものを組員時代に取引していたことがあるという。神山 (和久井映見) と本田は灰原の事務所に乗り込み、話を聞くことにする。その頃、一ノ瀬はホームレスたちの炊き出しを眺めていた…
女性の遺体が発見された。遺体のそばには別の遺体を写した写真が置かれてあり、この手口は5年前に起こった連続殺人事件とそっくりだった。5年前の事件の捜査も担当していた 神山 (和久井映見) は当時の被疑者・野島賢治 (山崎銀之丞) の犯行だと感じる。しかし、野島は4年間拘留された末に証拠不十分として半年前に無罪が確定、いまや冤罪被害者として扱われていた。簡単に捜査することのできない野島にこだわる神山に、一ノ瀬 (北村一輝) は 「犯人を捕まえることに執着しすぎると、真実を見誤る可能性がある」 と意見する。本田 (谷原章介) はそんな一ノ瀬を訝しがる。 一ノ瀬は5年前の事件被害者の中で唯一命が助かった 牧野弘枝 (西尾景子) に会いに行く。弘枝は夫・健一 (林泰文) と娘・ゆい (吉田里琴) と暮らしていたが、事件に遭い意識不明の状態が続いていた。一ノ瀬は健一に、弘枝に意識があるのか科学の力で試したい、と提案し…。
繁華街で代議士・川田 (大塚秀記) が遺体で発見された。殺人か？といきり立つ捜査員たちに、現場を見た 奥貫 (宮迫博之) は心臓発作だと告げる。しかし心臓発作に到るまでになにかあったのかも知れず、本田 (谷原章介) は川田の担当医・華村 (吉田羊) に話を聞きに行く。 そのとき、華村の携帯電話が鳴った。娘の 美雪 (鈴木梨央) が何者かに攫われどこかに連れて行かれている、と助けを求めてきたのだ。GPS から美雪の居場所を特定する一方、姿をみせない 一ノ瀬 (北村一輝) の居場所も追跡する 山根 (薮宏太)。すると、一ノ瀬と美雪の居場所がぴったり重なった！ 一ノ瀬は連れ去り事件に関係しているのか、と絶句する 神山 (和久井映見)。なんと一ノ瀬は美雪とともに何者かに連れ去られていた…。
アパレル会社社長・佐伯晴彦 (長谷川公彦) が殺害された。現場に残されていた指紋はすべて妻・恵津子 (宮澤美保) や息子・良樹 (加藤清史郎)、社員たちのもの。ところが、奥貫 (宮迫博之) が現場に残されていた血痕の DNA 鑑定を進めたところ、自称・霊能師の 神宮寺澪 (市川実和子) のものと判明する。 しかし彼女は、現在南関東刑務所で服役中だった。まさか刑務所を抜け出して殺害に及んだのか？一ノ瀬 (北村一輝) はテレポーテーション説を持ち出すが、神山 (和久井映見) らが刑務所の映像を確認したところ意外な事実が判明する。受刑者に接見する人々のなかに、いるはずのない澪がいたのだ…。
ホワイト・ラボのシステムが、ハッカーから攻撃を受けた。ノーネームという名の天才ハッカーで、これまでにも政治家の汚職や大企業の不祥事を数々ネット上で暴いていた。山根 (薮宏太) がどうにか撃退するが、なぜホワイト・ラボが突然攻撃を受けたのか、神山 (和久井映見) は疑問を持つ。 一方、一ノ瀬 (北村一輝) がホワイト・ラボに おばあさん (草村礼子) を連れてきた。突然家に訪ねてきたが一ノ瀬は面識がなく、おばあさんも自分の名前はおろかどこから来たのかもわからないようだ、と言うのだ。そんな折、男性の変死体が発見された。一ノ瀬と 奥貫 (宮迫博之) は、変死体の傷口に溶けた樹脂が付着していることに気が付く…。
雑木林の中で女性の遺体が発見された。殺されたのは 小坂美里 (白石ゆきの) という20歳の女性。胸を刺され、遺体の傍には 「 天罰 」 と書かれた紙切れが残されていた。現場付近から凶器は見つからず、傷口から検出された物質が通常の刃物には用いられない物質であったことから、一ノ瀬 (北村一輝) は凶器の特定ができずにいた。 そんな折、捜査一課の 岸部 (デビット伊東) が、被害者と付き合いのあった 永倉卓司 (前田公輝) という19歳の少年の存在を聞き込んでくる。永倉の部屋へ踏み込むと、永倉は胸を刺され殺されていた。そして傍には 「 天罰 」 の紙切れが…。永倉は未成年ながらこれまでに薬物売買や美人局など犯罪を重ねており、彼を恨む人物は大勢いる、と週刊誌はこぞって書き立てる。 現場に残されていた紙切れから微量の薬品が検出され、戸川敬三 (山崎一) という大学教授が容疑者として浮かび上がる。戸川の娘は一年前に永倉に捨てられ、自殺していた…。
ホワイト・ラボに荷物が送られてきた。検査しようとしたその時、箱が破裂し粉状のものが舞い上がる！生物兵器の可能性があるため、粉をまともに浴びた 神山 (和久井映見) は病院に隔離され、一ノ瀬 (北村一輝)、奥貫 (宮迫博之)、山根 (薮宏太) は検査結果が出るまでホワイト・ラボ内に留まるよう指示される。一ノ瀬らは自分たちの手で粉を分析、それが新種のペスト菌であることを突き止める。送られてきた箱には 「 発病すると１時間以内に死亡する 」 との手紙が添えられていた……。検査の結果、神山が感染していることが確認された。誰が、何のためにこんなことを？ ホワイト・ラボのメンバーで唯一無事だったのは、外出していた 本田 (谷原章介) だけ。荷物をホワイト・ラボに届けたバイク便を当たることから捜査を始めた本田に、犯人を名のる人物から接触が！新種のペスト菌用の抗生物質を持っているといい、本田にある条件を提示し……
科学者の変死体が発見された。死亡したのは 笠原 (花ヶ前浩一) という研究員で、突然苦しみだして死亡したという。奥貫 (宮迫博之) の分析により、笠原はアコニチンによる中毒死と判明する。アコニチンはトリカブトに含まれる猛毒で、即効性がある。 しかし 本田 (谷原章介) が他の研究員に聞き込みをしても、笠原が亡くなる直前に何かを口にした形跡はなかった。そして、笠原の自宅を訪れた 一ノ瀬 (北村一輝) はあるモノを発見する。 また、防犯カメラの映像を分析していた 山根 (薮宏太) が、記録された映像が何者かによって書き換えられた形跡があることに気が付いた。そして第2の殺人が起こる……。
二人の科学者が殺害された事件をめぐり、ホワイト・ラボのメンバーたちは 朝比奈沙羅 (矢田亜希子) という科学者に注目する。彼女は 一ノ瀬 (北村一輝) のアメリカ留学時代の知り合いであったが、14年前に日本で起こった一ノ瀬の父・晃 (益岡徹) に纏わる殺人事件以後、姿を消していた。その沙羅が二人の科学者の殺害に関与しているのではないかと、神山 (和久井映見) らはみていた。しかも、沙羅は長年かけてガンの特効薬 「 T5 」 を開発しており、すでに完成に向けて最終段階に入っているようだった。T5 の存在と14年前の事件、そして今度の殺人事件… すべては関係があるのか？その鍵は朝比奈沙羅に !?
