東京接連發(fā)生以“X”形痕跡為特征的連環(huán)兇殺案，資深刑警安堂源次（安田顯）因涉案手法與二十年前其妻子遇害案高度相似，被排除在搜查本部之外。為突破僵局，警視廳秘密委托性格孤僻的基因?qū)W專家神保仁（田中圭）協(xié)助。這位對(duì)世俗規(guī)則漠視的天才科學(xué)家，起初以“解謎非破案”為由拒絕合作，卻在接觸案件后因DNA數(shù)據(jù)中隱藏的特殊遺傳標(biāo)記產(chǎn)生興趣。兩人從沖突不斷到逐漸形成默契，通過(guò)解析殘留于尸體細(xì)胞中的古人類基因片段，鎖定兇手具備罕見(jiàn)線粒體變異的特征。正當(dāng)警方據(jù)此布網(wǎng)之際，“殺人鬼X”再度作案，現(xiàn)場(chǎng)遺留的生物樣本卻意外指向源次亡妻生前參與的秘密基因研究項(xiàng)目。隨著舊案卷宗重啟，一段涉及非法人體實(shí)驗(yàn)的往事浮出水面，而神保團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)的遺傳密碼最終指向兇手與源次家族存在血緣關(guān)聯(lián)的驚人真相。