三年前，“永遠之森”學園校車載著四名女生滑入迷霧神隱，唯一被尋獲的關鍵幸存者東云麻衣在沉睡三年后蘇醒卻失憶。廣域搜查官星崎劍三（小田切讓飾）和搭檔北島紗英（栗山千明飾）來到充滿異域南島風情的南熱海市，協助當地警察署偵查這起案件。兩人剛入境便遇到手持雙色棒棒糖的怪異老太，南熱海謎樣的一面自此迅速呈現在這對搭檔面前：學園的老師學生似有所隱瞞，市長與市民亦個個言行古怪，市內更存在著數處詭異的場所和莫名的NGO組織。隨著偵查深入，星崎發現當地秘密與麻衣失憶存在關聯——該市長期進行超自然現象研究實驗，而“神隱”實為非法人體試驗的偽裝。當麻衣記憶逐漸恢復時，真相指向市長與NGO組織合謀掩蓋實驗失敗導致的慘劇。最終星崎通過破解“天國”標語背后的隱喻代碼，揭露了整個陰謀。“南熱海或許就是天國”的深意在此刻浮現：被篡改的現實與虛幻烏托邦共同構筑起這座城市的扭曲本質。