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……

富豪小说家哈兰·斯隆比在自己85岁生日第二天，被发现在自家庄园离奇自杀，遗留了亿万遗产。久负盛名的大侦探布兰科（丹尼尔·克雷格饰）突然被匿名人士雇佣调查此案真相。同时，哈兰的孙子兰森（克里斯·埃文斯饰）也正在秘密调查此案。当布兰科和哈兰·斯隆比家族的其他人对谈时， 他发现事情并没有想象中那么简单。
哈兰家族没有表面上那么和睦，每个人都有着不可告人的秘密，每个人都想得到遗产……究竟这起命案是自杀还是他杀？似乎每个人都有嫌疑。随着一位遗产继承人的意外亮相，真相谜底渐渐浮出水面……

光怪陆离的泰国，接连发生多起奇异的案件，“唐人街第一神探”唐仁的徒弟林默（邱泽 饰）,野田昊的弟弟野田昊二（陈哲远 饰），纷纷陷入探案的谜团之中……死者妻子IVY（张钧甯 饰）、酒吧歌手阿温（王真儿 饰）、五大灵童战队成员陆菁菁（程潇 饰）、初出茅庐的女警萨莎（张艺上 饰）也悉数登场，错综复杂的线索背后，藏于黑暗的真相正慢慢浮出水面……

上篇中，夜神月（藤原龙也 饰）设计除掉了女友和跟踪自己的FBI的探员，趁机混进了调查本部，但是，L（松山健一 饰）对他的怀疑并没有结束，新一轮的智力游戏继续进行。与死神硫克个性迥异的死神雷姆把另外一本“死亡笔记”扔到人间，得到它的是极度崇拜“基拉”的少女弥海砂（户田惠梨香 饰），她还以一半性命为代价得到了夜神月所没有的死神之眼。并主动和夜神月联系，答应协助他除掉L，条件是让月做自己的男朋友。聪明的L先发制人，将弥海砂关进了基拉对策室，夜神月为了救弥海砂，也为了自保，想到了一个绝妙的办法。同时，因为跟踪报道“基拉”事件而风头大劲的樱花电视台发生了一连出人意料的事情，主播高田清美（片濑那奈 饰）追踪基拉的过程中发现了不为人知的秘密，随即第三名基拉出现了......两个死神，两本“死亡笔记”，三个基拉，一切扑朔迷离；两个算无遗漏的天才，谁最终能够洞悉事实的真相？谁才是“死亡笔记”上最后的名字？

死神硫克把一本“死亡笔记”遗落人间，被天才少年夜神月（藤原龙也 饰）拾到，月利用“死亡笔记”制裁了许多法律的正义无法制裁的犯人，他自称以“KILLER =基拉”为名的“救世主”，利用自己的双手制裁犯罪者，构筑理想中的世界；一连串杀人事件引起了ICPO（国际刑警组织）的注意，派出了天才侦探L（松山健一 饰）进行调查，步步逼近，和月斗智斗勇……两个自认代表正义的天才的对决。

在刑警学院任职的物理天才唐川（王凯 饰）与中学教师石泓（张鲁一 饰）年少相识，因彼此对数学的共同兴趣而惺惺相惜，多年后唐川在调查一桩杀人案时， 身为石泓邻居的陈婧（林心如 饰）被列入警方的“嫌疑人”之中，石泓与唐川因此再度重逢，而唐川却在调查中发现了更大的秘密……被迫站在对立面的唐川、石泓由此展开了一场高智商对决，一步步推动故事走向既震撼人心又令人扼腕的结局。