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記產(chǎn)生興趣。兩人從沖突不斷到逐漸形成默契，通過解析殘留于尸體細胞中的古人類基因片段，鎖定兇手具備罕見線粒體變異的特征。正當警方據(jù)此布網(wǎng)之際，“殺人鬼X”再度作案，現(xiàn)場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目。隨著舊案卷宗重啟，一段涉及非法人體實驗的往事浮出水面，而神保團隊發(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。