東凛大学の加地大己（瑛太）、石末亮介（生田斗真）、久保秋佳奈子（石原さとみ）、桐畑哲平（遠藤雄弥）、羽井彰（佐藤智仁）らゼミ生は、胸部をナイフで刺され死亡した成瀬喧一（ダンカン）と対面する。
刺したのは坂田潔美（今野成美）という女子高生で、ナイフを持って襲い掛かってきた成瀬ともみ合ううちに刺してしまったと潔美は正当防衛を主張。
彼女の体にもみ合ってできたと思われる傷があること、また、過去に成瀬が強制わいせつ事件で逮捕されていることからも、潔美の主張は正しいと思われる。
ところがその後、大己らは、夏井川玲子（矢田亜希子）から佐川文彦（時任三郎）が潔美の正当防衛説に疑問に呈し、大和田敏（山崎樹範）にもその方向で捜査を進めたほうがいいと助言したと聞き驚く。
潔美は大学の理事長の親戚であるため、佐川の判断を知った理事長は激怒。
他大学に再解剖の依頼を出す。
大学内では、その鑑定結果次第で佐川の進退問題に発展するのではないか、と噂が流れる。
一方、大己は、成瀬が起こした３年前の事件を調べるうち、そのときの被害者と潔美の共通点を見つける。
そんな折、大己らは蕪木誠（泉谷しげる）から、他大学の教授が正当防衛を支持する鑑定結果を出したと報告を受ける。
これにより、佐川は教授会にかけられることに。
心配するゼミ生に囲まれた佐川は、自分も大己らと同じタイミングで法医学教室を去ることになりそうだと告げる。
大己らはゼミ生としての勉強期間を終え、それぞれの道を選択する時期になっていたのだ。
今後の進路をどうするか、法医学を続けるか辞めるか、ゼミ生らの脳裏にはさまざまな思いがよぎっていた。
亮介は父親の病院を継ぎ、佳奈子はアメリカ研修へ、哲平は科学警察研究所を目指し、彰は法医学を続けることを決めるが、大己は進路を決めかねていた。
そんな中、大己は亮介らと話しながら正当防衛説を否定する佐川の主張を検証。
意識を集中し考えるうち、大己はある結論にたどり着く。
そして、部屋を飛び出すと、佐川の進退について協議が行われている会議室へ走る。
まさに会議が終わったタイミングで飛び込んだ大己とそれを追ってきた４人。
そこにいた医学部長に向かい大己は、佐川は間違っていないから辞めさせないでくれと訴える。
そして、成瀬の体の刺し傷にもみ合ってできたとは思えない不自然さがあること、また、潔美の手首の傷についても本人の供述どおりではありえないことを説明。
ところが、医学部長は、問題なのは佐川の主張の正当性ではなく学生の自主性を重んじ過ぎる教育方針で、大己のような学生がその象徴だ、と冷たく言い放つ。
それを聞いた佐川は、自分の教育方針が間違っていたとは思わないし、未熟な学生が情熱のあまり枠をはみ出すことは無駄なことではない、と反論。
しかし、その言葉は受け入れられない。
出過ぎたことをしたと謝る大己に佐川は、自分をかばってくれたことを「教師冥利に尽きる」と笑顔を見せる。
そんな佐川に大己は、刺された成瀬は15分程度息があったが、あえて助けを求めようとせず、死を受け入れようとしていたのではないか、と自分の見解を述べる。
すると、佐川はそれを認めるように黙ってうなずく。
そして、大己の推理は正しいかもしれないが、法医学者には想像するだけではなく、それを裏付ける事実を立証することが必要だと諭す。
その後、取調べを受けていた潔美が殺意を自供。
潔美は、成瀬が起こした事件の被害者の親友で、事件後、親友は自殺してしまったのに不起訴となり結婚し幸せに暮らしている成瀬が許せなかったというのだ。
実験室に戻った佐川は、玲子と蕪木に法医学教室の今後を託す。
佐川の後任には誰が来るのか、との問いには玲子を指差し、玲子もそれを受け入れる。
後日、佐川に呼ばれた大己が教授室を訪ねると、佐川は覚えているか、と言って15年前の地下鉄事故に関する新聞記事を見せる。
現場にいたから、とうなずく大己に、実は自分もそこにいたのだと佐川。
当時、法医学者になるべきか、臨床医になるべきか迷っていたときに出会った小学２年の大己（加藤清史郎）の「死んじゃった人に、お医者さんはいらないの？」という一言に目が覚める思いがし、法医学者になる決意をしたというのだ。
そして、短い間だったが、大己と法医学をやれてよかった、と感慨深げに話す。
その言葉に心が決まった大己は、法医学を続けると宣言。
佐川は、大己が法医学に向いていると思った自分の目に狂いはなかった、と笑顔を見せる。
翌日、亮介、哲平、彰は、それぞれの新しい道を歩き始めていた。
そして、玲子は新任講師としてはりきり、蕪木はいつもと同じように実験に打ち込み、佐川は新しい大学の門をくぐっていた。
その頃、アメリカに旅立つ佳奈子を見送った大己は、大学に戻りキャンパスに立っていた。
法医学に対する思いを新たにする中、空を見上げる大己。
素晴らしい青空の中、その視線の先には滑るように飛ぶ飛行機が。
まぶしそうに飛行機を見つめながら、大己はすがすがしい笑顔を見せる――。