一架从汉堡飞往波士顿航班安全着陆，飞机上的机组成员和乘客却全部死亡。这起离奇案件揭开了一连串奇异、危险事件的序幕。
FBI女探员奥莉维亚•德纳姆（Anna Torv 安娜•特弗 饰）精明干练，她刚刚和同事约翰•斯科特（Mark Valley 马克•维利 饰）确立恋爱关系，然而却在某次调查中痛失爱人。奥莉维亚随后被招入专门负责离奇案件的“边缘档案部门”。在此之后，各种匪夷所思事件接连发生，种种迹象表明，这一切似乎与被世人称为“当代爱因斯坦”的沃尔特•贝肖普博士（John Noble 饰）以及资力雄厚、背景神秘的巨力公司有关。随着调查的深入，事件背后的黑幕和秘密逐渐显露出来……

平凡大学生夜神月（洼田正孝 饰）偶然捡到写有“DEATH NOTE”的奇怪笔记本，起首部分还有如何使用的说明。完全没把它当回事儿夜神在上面写下了一直欺负他的高中同学的名字，谁知对方竟然真的在预定时间意外死亡。事后他又利用死亡笔记救下被歹徒劫持的父亲，从而确认了这个笔记本的真实性。与此同时，模样恐怖的死神琉克（福岛润 配音）出现在青年面前，声称夜神已成为死亡笔记的主人，如何使用由他自己决定。在此之后，夜神利用笔记本杀死数十个罪大恶极之人，由此被网民奉为神明基拉。可是他的动向很快被天才少年L（山崎贤人 饰）查明，L宣称要将基拉绳之于法。
死亡笔记的残酷刚刚开始，更可怕的对决即将到来……

国际大都会日本东京，光天化日之下发生了性质极其恶劣的抢劫案。某个十字路口发生诡异的交通事故，科学搜查班（ST）的各位顺藤摸瓜查清了事故的始作俑者——天才黑客镝木彻（中山裕介 饰）。但是ST的领导者赤城左门（藤原龙也 饰）面对众人对镝木的指控闪烁其词，他支开百合根友久（冈田将生 饰），独自前往镝木的住所。未久，镝木葬身火海，而赤城作为重要嫌疑人被同僚拘捕。青山翔（志田未来 饰）、结城翠（芦名星 饰）、黑崎勇治（漥田正孝 饰）、山吹才藏（三宅弘城 饰）等手下自然不会相信赤城的认罪供词，他们想方设法要查清真相，而百合根更为此故意犯罪进入拘留所，试图近距离听取赤城的心声。而就在关键时刻，赤城越狱逃亡……
本片根据今野敏的原作改编。

2009年，当麻纱绫（户田惠梨香 饰）和濑文焚流（加濑亮 饰）相识的前一年。在美国FBI学成归来的当麻被分在警视厅公安部公安第五课未详事件特别对策系，接受组长野野村光太郎的直接领导。此前不久，某大型石油企业高管接连被人杀害，死者的心脏无一例外都留下被人用手捏过的痕迹。显而易见，这一系列事件和所谓的SPEC持有者有着极为密切的联系。与此同时，石油企业高管Diablo（大杉涟 饰）高薪聘请神秘SPEC持有者一十一（神木隆之介 饰），企图阻挡神秘的SPEC杀手。一十一，这个日后与当麻和濑文有着不解渊源的难缠敌手将当麻视作杀害父母的爆弹女，之后更斩杀了当麻在美国结识的好友Nancy。
SPEC宏大篇章自此拉开序幕，决定世界命运的重大事件也进入了倒计时……

前人类和普通人类的人种战争已经到了白热化的阶段，野野村组长去世后，吉川（北村一辉 饰）、当麻纱绫（户田惠梨香 饰）和濑文焚流（加濑亮 饰）等人聚在未详总部，苦苦思索J教授的真身。谁知就在当麻刚刚弄清真相的同时，警察医院内的成年和儿童SPEC持有者遭到残忍屠戮。愤怒的当麻无法抑制体内被封印的SPEC，她狂乱暴走，继而现身御前会议。在犹大、世界（向井理 饰）、润（大岛优子 饰）的见证下，法蒂玛第三预言实现了。恐怖刺眼的蘑菇云在上空升起，成千上万的八尺乌遮天蔽日，被欲望所支配与荼毒的世界迎来了毁灭时刻。
在命运的交叉点，当麻和焚流能否阻止世界的灭亡？

经过与一十一（神木隆之介 饰）的恶战，濑文焚流（加濑亮 饰）身受重伤，命几不保。在此期间，青池里子（栗山千明 饰）随女儿小润（森山树 饰）悄然离开医院；而各国政要的一次关于简单计划的秘密会议上，自称卑弥呼的日本代表抹杀所有人，他代表SPEC持有者正式向普通人类宣战。世态险恶的当下，濑文急急出院，和当麻纱绫（户田惠梨香 饰）一同调查青池母女的行踪。而野野村组长（龙雷太 饰）则独自行动，查找简单计划病毒疫苗的下落。新的SPEC持有者交替登场，残酷的杀戮却从未停止。关于前人类的秘密昭然若揭，惨烈浩大的人种战争即将拉开序幕……
本片为SPEC系列完结篇的前篇。

掌控日本国家未来的御前会议上，众要员商议着以猎杀SPEC持有者为目标的“SIMPLE PLAN”，神秘的法蒂玛第三预言亦被提及。数天后，暗中执行猎杀计划的政府成员突然于游艇上全员木乃伊化死亡。案件交由未详系的当麻纱绫（户田惠梨香 饰）和濑文焚流（加濑亮 饰）负责。调查途中两人接到志村美玲（福田沙纪 饰）的求救电话，赶赴救援时与濑文的前同僚兼前恋人青池里子（栗山千明 饰）不期而遇。当麻将美玲带回未详系，原本已经死去的阳太/一十一（神木隆之介 饰）竟从容现身于她们面前。竭力压制着蠢蠢欲动的左手，当麻无力的目睹美玲匆忙留下“一定要阻止法蒂玛第三预言”的信息后被阳太带走。
在阳太的恶意煽动下，普通人类与SPEC持有者间的矛盾日益激化。身处两者夹缝之中，当麻对法蒂玛第三预言和人类未来的走向充满了迷惑。玛利亚、白衣教皇、左手持火之剑的天使……预言中的关键人物们若隐若现，黑暗降临的未来是否终将无法避免？

经过长时间的休整，治疗眼伤的濑文焚流（加濑亮 饰）终于随着当麻（户田惠梨香 饰）重返阔别已久的未详，只是此时来自公安部公安五课的市柳（でんでん 饰）和吉川（北村一辉 饰）握得实权，令濑文等人颇为气闷。与此同时，在市井算命的觉被一掌握瞬间移动能力的黑衣男子射杀，同时遇害的还有觉的保镖以及几名无辜市民。父母双双遇害而作为幸存者并且目击了黑衣人真实容颜的少女久远望（谷村美月 饰）便成为对方追杀的目标。为了保护小望，未详同仁通力合作，并持续追索黑衣人的真面目以及其背后的阴谋。在此期间，当麻也展示了其不为人知的SPEC。一场斗智斗勇的战斗拉开了序幕……

日本警视厅特殊部队（SIT）小队长濑文焚流（加濑亮 饰），在一次执行任务时遭遇队友的离奇死亡，面对高层他百口莫辩，最终被调职到公安部公安第五课——不明事件调查科。该部门专门调查一些匪夷所思的超自然案件，当然在所谓“科学昌明”的现代化社会，这也意味着第五课是一个很难得到认可的边缘部门。除濑文外，第五课只有油滑的上司野野村光太郎和智商高达201的怪女孩当麻纱绫（户田惠梨香 饰）。在此期间，预言师、神之手等各种各样拥有超能力（SPEC）的人物接连登场。
濑文在和当麻办案的过程中，渐渐趋近了一个鲜为人知且充满阴谋和秘密的未知世界……