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位于东京日本桥附近的人形町，名产人形烧吸引四方游客，终日热闹繁华。在这个拥有百年历史的老街，人们比邻而居，和睦友爱。然而外表平静祥和，却掩盖不住四伏的杀机。某天，一个女子在家中被人杀害。新调任到人形町的刑警加贺恭一郎（阿部寛 饰）负责此案。这个有着锐利眼神和缜密心思的男人曾经解决过无数棘手案件，却也因性格的原因迟迟得不到升迁。他认真调查案件的每一个细节，结果发现似乎整个人形町的商家都与这起杀人案有着千丝万缕的联系。每人似乎都出于各种原因在说谎，真相究竟藏在何方？
东京都中央区日本桥人形町。这里不光有以祈愿安产而闻名的“水天宫”，还有上演无数名作的“明治座”，因此吸引了大量的观光客前来参观。在日本也算是一处旅游胜地。刑警加贺恭一郎就这样从练马署被调到了日本桥署上任。一直以来，加贺恭一郎就以独特的着眼点和推理能力，破解了一个个谜案。而他也为了熟悉辖区，在到达人形町后不久，就终日在街头游荡。而他上任后不久，就发生了一起杀人事件。遇害的是独居的中年女性三井峰子。她和加贺一样，都是最近才搬到人形町的“新参者”。在她的尸体身下，有一张男子的名片。警方将该名担任营业名叫田仓慎一的男子作为嫌疑人进行了调查。调查结果显示，田仓慎一是大家公认的诚实而又办事可靠的好人。而正是这位大家口中的老好人，在警方推测的三井峰子的遇害时间内没有不在场证明。而掌握着这一事件关键的，则是和田仓亲如家人的商店街煎饼屋的老奶奶、她的儿子，煎饼屋的主人、以及孙女。而他们之间，其实也还隐藏着一个谎言。
三井峰子的遇害案件还在继续调查中，这次加贺注意到的，是被遗留在现场的一盒“人形烧”。这盒人形烧的塑料外壳上留有三个人的指纹。一个是人形烧店的店员，一个是遇害者三井峰子，剩下的一个会是谁。根据加贺的调查，在事件现场的那盒人形烧中有馅与无馅的比例为7：3。店员回忆到，购买这一比较少见的比例的客人有无所事事的“松矢”店主人枝川泰治和女将赖子手下的见习生佐佐木修平。加贺和警视厅搜查一课的松宫一起，赶往料亭“松矢”查证。赖子有礼地接待了他们。而佐佐木修平在接受询问的时候表示自己所购买的人形烧都是自己吃掉的，而外盒也已经扔掉了。但是加贺却从他的不自然的态度和暧昧的言辞中觉察出了此事另有隐情。记者青山亚美在无意中发现佐佐木竟然跑去了峰子遇害的公寓，她将此事告诉了加贺，但加贺却不以为然。而现场的人形烧还有一个特征，就是有一个的干瘪腐烂程度和其他的不同，这又是一个新的突破口。
警方通过调查，发现峰子在遇害之前曾经用手机发了一封邮件。收信人是半年前嫁入濑户物屋“柳泽商店”的麻纪。她们之间的邮件内容，虽然只写了买东西和东西的价格，并没有明确写出买的是什么，但加贺还是敏锐地发现，这个邮件和留在现场的崭新的厨房用剪刀有关。为了验证自己的推论，他去柳泽商店向麻纪问话。麻纪看到婆婆进门，立刻表示自己和峰子只是客户和店家的关西，并不知道剪刀的事情。加贺从她的表情确信她对自己一定有所隐瞒。麻纪是HELLO KITTY的爱好者。她和婆婆自从为了KITTY毛巾的事吵架以来，都相互不搭理。麻纪的丈夫只得被夹在其中，左右为难。加贺向麻纪的婆婆打探剪刀的事，婆婆却一口咬定家里不需要买新剪刀。麻纪的丈夫则透露婆婆和麻纪曾因不肯使用同一把剪刀而起过争执。本来关系就已经恶化的麻纪婆媳之间，这天又有了新的裂痕。麻纪竟然趁着婆婆去洗澡，而偷偷地打开了她的包。不巧被刚洗完澡出来的婆婆撞见。受到训斥的麻纪委屈地跑出了家门。
峰子遇害前，在邮件里写道：“今天我又去了那个广场，当我摸着小狗的头时，再次遇到了小舟町的钟表匠。我们互相笑着对对方说‘我们还真是勤快啊’”。 于是加贺和松宫立即赶到小舟町钟表店向店主寺田玄一询问当时的情况。对时间非常讲究的寺田一口咬定自己当天是在按照以往的遛狗路线散步时和峰子不期而遇的。而两人巧遇的地点则是在浜町公园。但是奇怪的是，在寺田所说的公园里，却并没有人目击到峰子出现过。从寺田奇怪的态度来看，在地点上他肯定是说谎了。可他却坚持自己说的是实话。寺田的女儿和小混混私奔后离家一事和无人继承钟表店一事，一直是寺田的心头刺。这天，他又因此和人起了争执，还受了伤。于是，只得由他的弟子米冈替他遛狗了。加贺便借机表示自己想要一同前往。 对时间的严格遵守使得多年来寺田的遛狗路线都是一成不变的，但这天小狗咚吉却带着他们走上了另一条路。
加贺和松宫查到三井峰子遇害前用电脑发出的最后一封邮件是发给了总计在国外的友人真知子。内容上写道：“因为我经常去那家店里，也许对方已经对我起了疑心。所以我决定暂时还是采取默默守护的态度”。峰子和钟表匠相遇的寺庙是以保佑安产而闻名的。她要守护的，应该是一名孕妇。警方首先想到的是，她要守护的是不是儿子弘毅的女友，记者亚美呢？弘毅矢口否认警方对亚美怀孕的怀疑。而从峰子手上持有的收据来看，她经常去一家洋果子店，而店员美雪正好怀着孕。加贺立刻找上了美雪，可美雪表示她和峰子并不认识，对方只是一位经常来光顾的客人而已。警方从真知子那里得知，峰子之所以会写那样的邮件给她，是因为自己曾经告诉峰子，自己曾看到疑似弘毅女友的人在银行拐角的店里打工。峰子也正是为了儿子才搬来了这个城市。她误以为美雪是弘毅的女友，才常去店里买东西，并送了一只保佑安产的小狗给她。
三井峰子遇害当日，第一发现人是她多年的好友多美子。多美子一直认为，正是因为自己推迟了和峰子见面的时间，才导致峰子被人杀害。对此她一直抱有很大的罪恶感。和果子店的美雪告诉加贺，峰子遇害那天，她正打算从店里买点心，却意外地接到了一通从公用电话打来的电话。加贺和松宫立刻开始就她们周围丢了手机的人为目标开始了调查。结果发现多美子的恋人日裔英国映像作家橘曾经丢失过手机。另外美雪还透露，从峰子的口气听起来，打电话来的应该是和她非常熟悉的人。而橘正好是个不实用敬语说话的人，峰子和他讲话时也比较随便，不使用敬语。巧的是橘不但最近丢了手机，还知道峰子公寓的地址。他甚至知道峰子遇害当天曾和多美子约好要见面。而他所谓的有不在场证明的珠宝店也只距离事发现场才10分钟车程。从这几点来看，他很有嫌疑。
吉冈多美子留下的证言显示，峰子生前曾在和前夫离婚后的财产分配问题上表示出过后悔的态度。而与此同时，她的前夫清濑直弘的公司里，正纷纷扬扬地传言社长和秘书祐理之间存在奸情。警视厅搜查本部怀疑，有可能她就是导致峰子离婚的罪魁祸首。而她因为害怕被峰子查到自己的所作所为而将峰子杀人灭口。上杉刑警强烈主张严查清濑。加贺则跑去他儿子弘毅那里，打听他父亲的女性关系。弘毅仔细考虑了一下却表示了否认。他不认为自己工作狂的父亲会做出乱伦的事来。而清濑的会计师岸田要作也坚决地表示，自己和清濑交往已经有了三十年的时间，对他的了解可谓非常透彻。就岸田要作看来，他的身边并没有什么可疑的女性。而他和秘书祐理之间的留言也是无稽之谈。但是清濑对祐理的态度又的确是有着可疑之处。
上杉最终还是没有继续警察的工作。而他留下的最后的线索，就是峰子的前夫清濑直弘和秘书祐理之间的可疑关系。搜查本部怀疑，两人有可能是因为害怕被峰子发现他们之间的不伦关系而将其杀人灭口。事发当天他们的不在场证明，非常有可能只是两人串通了口供而已。于是警方开始二十四小时地彻底监视两人的行踪。就在警方采取放羊政策的同时，加贺却直截了当地找上门去，开门见山地对两人进行了问话。清濑坚持称祐理单纯只是他的秘书。但在谈话过程中加贺还是注意到了祐理手上的戒指和脖子上的项链。两者中前者简陋而陈旧；后者却是钻石镶嵌，款式新颖且似乎价格不菲。加贺话中有话地故意向祐理询问是不是某人送的礼物。祐理闭口不答，而清濑则表示自己对秘书佩戴的首饰一无所知。若有所思的加贺跑去探会计师岸田的话。从他那里，加贺打听到了清濑以前曾常去的银座的酒吧。行动派的清濑立刻前往酒吧打探消息。
让警方意外的是，清濑和祐理之间竟然是父女关系。当年清濑在酒吧里喝酒的时候认识了祐理，并因为她手上的自己年轻时候手工制作的戒指与她父女相认。如此一来，清濑和祐理合谋杀害峰子的嫌疑便减轻了，但是清濑的不在场证明确有些可疑。他声称自己案发时正在公司办公室，但是却有人表示在那段时间里给他打电话没有人接。这个人，就是清濑公司的会计师岸填要作的儿子克哉。对此证言，清濑向加贺解释说自己当时正在仓库，所以没听到办公室里电话响。加贺对此深表怀疑，便直接前往克哉的家里，向他详细询问了电话的事。克哉表示自己上一次见到峰子已经是六年前的事了，但他却握有峰子新居的搬家通知书。这就意味着，他不但自己可以前往峰子家行凶，也可以将地址透露给清濑。结果，种种迹象表明，克哉本人在案发当天的行迹也非常可疑，且他的不在场证明也有些暧昧之处。加贺便把调查的矛头转向了克哉。
目前警方手上掌握着的多条线索都显示出峰子的前夫清濑是最有杀人嫌疑的人。他不但有着动机，还没有不在场证明。于是警方正式要求他到日本桥署协助调查。克哉也因为被人目击到案发当天曾和被害人峰子见面并隐瞒此事而被叫到了署里。加上有人看到清濑给了一笔钱给克哉，所以警方怀疑两人非常有可能是同伙。如此一来，首先克哉之前说声称的“最后一次和峰子见面是在六年前”的证词可以肯定是谎言。而且他还故意隐瞒了自己曾去店里给儿子买玩具的事实。他的嫌疑一下子大了起来。克哉那光鲜奢侈的生活，从清濑手里拿到的现金，案发当日和峰子见面的事实，给儿子买的玩具——他究竟是为什么要编造这一系列的谎言。
