在一次演习上，以结城晶(木村多江 饰)为首的4名优秀犯罪心理分析师成功在30分钟内解决了利物浦大学和荷兰大学共同出的难题。搜查一课成立CPS（全称：犯罪行动分析室）。而CPS接到的第一件案件便是解决世上最残忍的灭门案。

凶手一共杀死三户人家而家中的小孩却全部失踪。香月翔子(北川景子 饰)和寺田毅彦赶到现场进行现在犯罪分析，但是进度不容乐观，而积极又过分自信的香月翔子坚持发布犯罪者发来的预告?而导致又一户人家惨遭灭口，CPS被喝令停止参与搜查，而此时又有人来自首主动承认自己是凶手，但犯罪者的犯罪画像却与嫌疑犯不符。

搜查一课科长冈林重文召开新闻发布会，斥责罪犯是不可饶恕的罪行，正因如此，冈林重文一家被真正的凶手全部杀死。带着不甘心，CPS重新展开搜查，他们来到了第一家被杀的人家进行调查，终于找出三家被杀人家的共同点——虐杀，且三户人家的小孩均是受虐儿童，而石渡顺也也调查到被害者小孩都是在遇害之前拨打过受虐儿童热线的，于是搜查一课锁定了嫌疑人——国木田让，从小在父亲的虐待下长大的而他，在10岁时亲?目睹弟弟被父亲推下楼而死，但父亲却在他幼时便去世以至于让他无法报仇，终于，在伊野充家发现了犯罪嫌疑人国木田让，此时已被重重包围的国木田在网络上建立黑色网站，见证杀死虐待孩子的父亲，假扮母亲的翔子潜入家中，说服国木田，让其回想起幼时的岁月，终于激动的在地上吃起了纸，最后国木田让问翔子父母为什么要生下他时，狙击手的一枪，却让他带着遗憾而死。

大友绘里被男友发现身穿不合身的红色羊角大衣地吊死在衣橱里，这已经是第二起搜查一课拜托CPS调查，翔子和柘植来到现场，发现死者生前一直被人跟踪，衣橱里也贴满了写着犯罪者臆想的照片，而此时负责验尸工作的石田和统计数据的新堀也发现死者怀有身孕。

当开始进行犯罪心理分析时，刑警德山成了嫌疑对象，而翔子却发现出了两名死者出了发型之外生活细节等等也一一被罪犯指摘，?发现两名死者都是某家发型店的常客时，翔子请求调查发型店的全部员工和常客，结果却是毫无头绪。

此时搜查本部已经不相信翔子的话了，翔子只能独自调查，而此时也已经打印出报告的新堀和寺田也觉得毫无头绪，结城将三人的报告合一，终于推测出犯人是女性的结论，随后逮捕了发型店的造型师田宫清美，田宫清美因为幼时母亲抛弃她们姐妹，而长大后妹妹又重蹈妈妈的覆辙，不想失去妹妹的姐姐毅然将妹妹推下了河……几年后，当发现与妹妹相似的被害者时，就开始对两人进行了跟踪，处于恋妹情结于是将两人杀害。

寺田参加了老师三宅隆史的女儿三宅奈绪子的葬礼，在葬礼上得知老师的女儿并非生病而死，而是被人以及其残忍的手段杀害，此外，罪犯还接连杀死了另外两个人，寺田请求搜查一课让CPS调查此案，但当地警方不信任CPS而忽视他们，于是翔子拖真理会拿出资料进行犯罪者犯罪分析，初步认定罪犯有可能具有吸血鬼病，但寺田却因为逼死了重要证人而使当地警方更加禁止CPS调查，但在进一步?查中，翔子明白了罪犯的犯罪动机，罪犯将被害人的鲜血当成圣水，并拔下指甲当做种子，为的就是希望失去的女友彩香复活过来。

当警方在教堂找到犯人中野正敏，此时中野情绪十分激动，翔子以让寺田救治死去女友时，中野才终于放下了刀，在进入警车里的最后一眼，看着彩香，释然地笑了。

翔子等几位CPS成员以收集罪犯数据资料为目的，开始与死刑犯巽聪史进行谈话。此次谈话预定共分三次，每次两人一组，第一次由翔子和结城组合。巽聪史于5年前自己17岁生日当天犯下了第一桩罪行，之后又多次犯案，前后一共夺去了7条人命，该案件当时在日本国内也是引起了非常大的轰动。

而巽聪史更是一个IQ达到了140的天才型罪犯，拥有着敏锐的洞察力和超强的思考能力，原本打算对其进行犯罪分析的翔子和结城也因此而被其耍得团团转。巽聪史对前一天发生的杀人案件的罪犯进行了详细的犯罪分析，让翔子等人大吃一惊。

整个对话一直按照巽聪史的节奏进行着，最后巽聪史说“我打从自己一生下来便注定是一个恶魔”，便单方面地结束了此次的对话，在临走前他还留下了“接下来是‘92’和‘73’”这样一句含义不明的话……巽聪史所谈及的杀人案件接下来又发生了第二起，奔赴现场的翔子发现了“92”和“73”两个数字，认为巽聪史一定知道凶手是谁，希望能从他那里寻找突破口，却被结城拒绝。

翔子与寺田对巽聪史进行二次面谈，不料巽聪史却搬出了翔子死去的父亲的话题，激怒了翔子……

柘植告知CPS各成员发生了一起少女诱拐事件。CPS试图通过犯罪心理分析找出真凶，然而事件并没有那么简单。犯人以少女为人质，竟然要求警方对巽聪史的罪行进行解明，这也令翔子等CPS各成员倍感意外。犯人表示，巽聪史犯下的罪行还有一些没有查清。

翔子提出想要再见一次巽聪史，不过结城和柘植都认为应该先救人质，拒绝了翔子的请求……CPS各成员匆忙赶到诱拐事件对策室，柘植命令结城与犯人进行交涉应对犯人打来的电话。犯人向结城透露，某天看到了满身沾满血迹的巽聪史，之后某人就再也没有回来。

另外犯人还命令警方必须在2小时内将此案件查明，要不然便要与巽聪史直接对话，如果不答应就会杀死人质，然后便挂断了电话……另一方面被结城等人拒绝了请求的翔子并没有就此罢休，而是一个人偷偷地去见了巽聪史。聪明的巽聪史通过与翔子的对话得知外面正在发生与自己有关的案件，并主动提出愿意帮助翔子调查案件。

虽然结城对于翔子这一擅自的举动非常气愤，不过柘植却愿意相信翔子，并同意让巽聪史与犯人直接对话。巽聪?在翔子和寺田的陪同下，开始应对来自犯人的电话。

CPS接到通知，一名原本应当被送往法院接受第一次审判的无差别街头杀人魔事件的犯人，在到达法院的那一刹那趁机逃跑了。该名犯人在案发当时杀害一人、砍伤三人，事后自首。虽然其老实交代了自己的罪行，但是关于自己的个人资料以及杀人动机他却只字未提，警方最后不得已只能称其为“38号”提出起诉。

柘植表示，由于38号在逃走之际夺去了护送警员的枪支，因此很有可能会再次作案?…翔子和结城等人打算通过对38号进行犯罪心理分析来预测其可能的逃跑路线，于是来到了杀人事件的案发现场，唯独新堀坚持表示只要有目击证言就能够进行分析，独自留在了CPS……翔子等人分析认定那个被38号杀害的人才是其真正的目标，共同来到了38号之前所在的拘留所询问情况，之后从看守人员那儿得知，38号除了自己的律师谁都不见，唯独在逃跑的数日前与一名自称是日高惠美的女性记者见过面……新堀分析出了38号的可能路线，没有通知结城，直接报告给了搜查本部，然而新堀的分析出了偏差，38号出现在了分析范围外的区域，并袭击了巡逻警官。

新堀因此产生动摇，拼命挽回自己的过失，采取了意想不到的行动。

一天，一向对CPS的协助侦查持否定态度的管理官藤堂竟然非常罕见地来向CPS发出了请求。然而更加令人感到意外的是，藤堂居然要求CPS对自己信赖的前辈柘植进行犯罪心理分析，理由是关于前一天夜里发生的开枪杀人事件，凶器已经查明正是柘植的手枪……5年前，柘植曾经负责调查一起女子被诱拐监禁杀人事件，他单枪匹马闯入了四人组宫罪团伙的潜伏地点，结果只救出了一名受害者。

不过之后，就在柘植打算将其中一名犯人柿本敏也逮捕之时，却不知被什么人从背后袭击，在他失去意识的那段时间里，敏也用自己的枪自杀身亡。其余的三名犯人目前依然在逃，柘植的手枪自那次事件之后也下落不明。此次事件的凶器正是那把丢失了五年的手枪，而被害者也正是那三名犯人之一的三井贵司。

因此藤堂请求CPS出动，在调查另外两名犯人下落的同时，也要将柘植算入搜查范围之内……翔子前往5年前的事件现场，在那里她偶遇了当时唯一被救出的受害者宫下丽华，而另一方面由于搜查本部在三井被杀现场检测出了柘植的指纹，同时还有看到柘植出现的目击证言，因此藤堂将柘植作为重要嫌疑人进行了抓捕。

命令柘植对结城进行秘密调查的真锅理事官于公园被发现遭人刺杀身亡。CPS接到了搜查请求，寺田奔赴案发现场，并在通过分析之后得出的犯人可能逃跑路线当中意外地发现了翔子的名片。翔子在CPS接到调查请求之时便已经失去了联络，另外与翔子同居的她的妹妹舞子也同样是失去了联系，因此CPS的各成员认为姐妹俩可能已经被卷入到了此次的案件当中，对二人的安危感到非常地担心。

而另?方面翔子收到了不知是什么人发来的关于舞子被绑架的信息，因此为了拯救舞子，翔子开始按照犯人发来的指示，独自一人展开了行动……翔子按照犯人的指示，与据称是掌握了舞子所在地钥匙的一个名叫鸣海和马的男人见了面不过，鸣海因为自身有记忆障碍，已经忘记了包括自己名字在内的所有事情。

正当翔子为此感到惊愕之时，她接到了来自于犯人的电话，得知舞子目前就被监禁在鸣海的家中，同时犯人还表示称，如果翔子不能够独自一人通过犯罪心理分析找到鸣海家的住址的话，舞子就会死。因此翔子无可奈何地只好从鸣海身上的所持物品开始进行犯罪?理分析，然而就在此时，柘植竟然意外地出现在了她的面前。

虽然翔子最后成功地解决了案件，顺利地救出了自己的妹妹舞子，但是舞子却因为此次的事件而在精神上遭受了非常沉重的打击，久久难以从深深的恐惧和对犯人的愤怒当中恢复过来。CPS各成员经过分析之后认定，与此次的舞子绑架事件相关联的鸣海和马被杀事件，同10年前的那一宗至今仍然悬而未决的女子高中生连续杀人事