「第九」是個透過掃描死者大腦，將其記憶影像化，進而破解懸案的特別偵查機構。擁有稀世美貌的室長薪（生田斗真 飾），和新進偵查官青木（岡田將生 飾）接獲任務，要窺看死刑犯露口（椎名桔平 飾）的大腦，找出行蹤不明的長女絹子（織田梨沙 飾）的行蹤。然而，螢幕上所顯示的記憶影像，卻使偵查官們為之震撼......。

影像中，竟出現揮舞著刀子的絹子。「第九」和刑警真鍋（大森南朋 飾）雖然在之後找到絹子，但目睹父親犯行的絹子，卻因為太過震驚而導致失憶。另一方面，真鍋找到一位與絹子有關的男人，男人卻在真鍋面前自殺，後來更發現全日本有九人都在同一時間自盡。

為什麼這九人會在同一時間自盡？追尋答案的同時，曾經震驚日本的凶惡罪犯貝沼（吉川晃司 飾）漸漸浮出檯面。貝沼已在獄中死亡，窺看過他大腦的「第九」偵查官都一一喪命。薪的摯友鈴木（松坂桃李 飾）也因為牽扯到貝沼事件，最後悲劇性地死亡。絹子與貝沼——這二人為什麼？什麼時候？又是在什麼地方產生連結？

線索就在見過貝沼記憶的鈴木腦中。一直不願碰觸鈴木記憶的薪，終於下定決心，在鈴木生前的戀人、監察醫雪子（栗山千明 飾）的協助之下，播放了他的腦中記憶影像。終於，鈴木不惜以性命為代價守護的「秘密」即將揭曉......。