秋保（あきう）（藤木直人）の妹・彩花（あやか）（伊藤梨沙子）が殺された事件で、有罪判決を受けた浅間（あさま）大輔（だいすけ）（鈴之助）が拓（たく）（坂口健太郎）の幼馴染だったと知った楓（かえで）（川口春奈）。自殺した浅間の冤罪を信じる拓に、秋保は被害者遺族として複雑な思いを抱きながらも冤罪事件にこだわる拓の弁護をサポートし続けているのだと話す。
そんな中、『青梅のカサノバ』こと資産家の乗鞍（のりくら）権三郎（ごんざぶろう）（団時朗）が練炭による一酸化炭素中毒で亡くなった事件で殺人を疑われている年の離れた若妻・満里奈（まりな）（川島海荷）から湯布院（ゆふいん）（志賀廣太郎）に弁護依頼が舞い込む。しかし、湯布院がぎっくり腰になり拓と楓が弁護を代わることに。自らも軽度の中毒症状で病院に搬送された満里奈は夫が無理心中を図ったと主張するが、事前に練炭を買っていたことや財産に関する書類を用意周到に持ち出していたことなどから偽装殺人を疑われているという。湯布院に弁護を依頼した理由について、満里奈は昔テレビで見たことがあるからと話す。それは新人時代の聡子（さとこ）（市川実日子）のドキュメンタリー番組なのだが……。

翌日。拓と楓、穂香（ほのか）（趣里）は乗鞍家へ。権三郎の前妻の息子・肇（はじめ）（六角慎司）は、満里奈による財産目当ての殺人を主張する。廊下の監視カメラ映像では、満里奈は1時間以上も一酸化炭素の充満した寝室にいたことになるが、肇は満里奈が目張りのされていなかった庭側の窓から出入りし、権三郎の死後、部屋に戻って来たのだと話す。そんな中、窓から庭を覗いた拓はある物に気づく。

公判の日。検察側の証人は事件時間に乗鞍家のそばで満里奈を見たと証言し、満里奈が練炭を仕込んだ後窓から外出していたことを主張。しかし、拓は満里奈の写真とコートの色だけを根拠にした警察の見込み捜査だと反論し、乗鞍家近くの監視カメラの映像を見せる。庭の防犯用センサーライトが光っていないことから満里奈が窓から出たという検察側の主張を潰し勝訴に近づく拓だが、なぜか深刻な様子。裁判後、拓と楓は、拓の父・真（しん）（草刈正雄）から「本当のことを知りたいという動機で成り立つ弁護活動はない」と言われる。実は拓は満里奈が殺人を犯した可能性を疑い、思い悩んでいた……。
一方、湯布院はかつて担当していた中小企業の一家のことを思い出し、投資詐欺で倒産し練炭で無理心中を図ったその一家が満里奈の家族だったことが判明する。しかも投資詐欺には裏で乗鞍が関わっていた。生き残った長女の満里奈は、両親を死に追いやり弟に脳障害を負わせた乗鞍に結婚前から恨みを持っていたのだ。
翌日、接見した拓と楓は満里奈の真意に迫るが、殺していないと主張を続ける満里奈は自分の言葉を信じて無罪を勝ち取るのが弁護士の仕事だと迫る。なぜ一酸化炭素が充満した部屋で満里奈が無事だったのか、その真実を追えば依頼人の嘘を証明してしまうかもしれないことに、弁護士としてどうすべきか激しく葛藤する拓。さらに拓は、寝たきりの満里奈の弟・諏訪（すわ）高志（たかし）の居場所を突き止めた聡子から、満里奈が弟の入院費を支払っていたことを聞き、弟と会っていないという満里奈の言葉も嘘だったことを知る。信用できない依頼人の弁護に迷いを捨てきれない拓だが、「なぜ満里奈がわざわざ自分の正体に気づくかもしれない湯布院に依頼してきたのか」という楓の言葉がきっかけとなって命がけの実証実験を決意する！
拓と楓、秋保、穂香、聡子たちは実際の寝室で事件当時の状況を再現するため乗鞍家へ。室内にはリビングのモニターに繋がるカメラと一酸化炭素の濃度計、黒い敷石が入れられた水槽、過酸化水素水と二酸化マンガンの袋、そして練炭が用意され、ドアに目張りをした拓が、ある仮説のもと命をかけて部屋に残る……!! 窓のカーテンをピクチャーレールに吊り下げ、満里奈と乗鞍のベッドを隔てる簡易的な衝立にすると、リビングで見守る楓たちが緊張する中、拓が練炭に火をつける。秋保は一酸化炭素の充満する寝室で満里奈が生き残ったのには三つ理由があると説明する。一つ目は、ドア側で焚かれた練炭の一酸化炭素が気流の影響で吹き抜けになっている天井に昇り、反対側つまり乗鞍のベッドがある窓側の壁に沿って降りて行くこと。そして二つ目の理由は二つのベッドを仕切るカーテンが一酸化炭素の流れを遮り、乗鞍のベッドがある側の濃度が先に上がったこと。三つ目は、あらかじめ用意した過酸化酸素水が入ったペットボトルに二酸化マンガンを加えて発生させた酸素で満里奈が1時間もの時間をしのいだこと。そして、第一発見者の家政婦が家に着いた時、満里奈はカーテンを剥ぎ取り、二酸化マンガンは証拠隠滅のため水槽にぶちまけ、もともと入っていた敷石の中で見分けがつかないようにしたのだ。仮説を立証するための実験が終わり、息も絶え絶えに部屋から飛び出してくる拓を、楓が抱きとめる。
翌日、拓から全てを聞いた満里奈は、かつて無理心中を図った父親が偶然衝立を立てて練炭を焚いたことで自分が助かったことから、同じ方法で乗鞍を殺そうとしたと白状する。乗鞍に死に損ないの弟を養う義理はないと言われたから殺したと話す満里奈に、拓は弁護方針を情状酌量に切り替えようと提案。もともと湯布院に依頼をしたのは自分の復讐に気づいて欲しかったからではないのかと話し、裁判に勝っても罪を背負ったままでは救われないと諭す拓だが、満里奈によって解任されてしまう……!!
そんな中、満里奈の弟の容態が急変！ 弟が亡くなったことで満里奈のなかで何かが切れる。そして裁判の日。新しい弁護士とともに裁判に臨む満里奈を傍聴席から拓と楓が見守る中、満里奈は無罪を主張する新任弁護士を遮り突然法廷で自分の犯行を告白する！ 弟が死に無罪を勝ち取る意味がなくなったという満里奈はその場で拓たちに情状弁護を依頼する。自分が依頼人にしたことが正しいことだったのか悩む拓だが、楓は満里奈が選んだことだと話し、改めて満里奈の裁判に向き合う決意を固めるのだった……。
そして楓の元には聡子から『東央大殺人ドキュメンタリー』と書かれたDVDが届く……。