L'episodio comincia con Luca (Simone Corrente) che si prepara per iniziare una nuova avventura, con il suo nuovo incarico, quello di dirigere il X Tuscolano. Il caso dell'episodio è di un uomo che uccide la fidanzata perché lo tradiva e che prende in ostaggio Anna perché fisicamente somiglia alla sua fidanzata defunta. L'episodio si conclude con una banda nuova, quella dei fratelli Flaviano; questi, assieme a Marco Argenti, rapinano una banca e purtroppo l'ispettore Irene Valli, mentre stava intervenendo per fermare i malviventi, viene colpita da un colpo di pistola. Luca e Alessandro arrivano troppo tardi.

Irene Valli viene portata in ospedale per tentare di salvarla; intanto, Luca (Simone Corrente) e Raffaele (Max Giusti) inseguono la banda Flaviano, ma questi ultimi essendo abili nella guida, riescono a sfuggire alla polizia. Nel frattempo tutti al X Tuscolano sono sconvolti per quello che è successo a Irene, che resta per alcuni giorni sotto cure senza svegliarsi. La ragazza sembra migliorare, ma alla fine, Irene non ce la fa e muore davanti a tutti i suoi amici. Nella stessa sera, Vittoria Guerra partorisce la sua bambina, cui darà il nome Nina.

Alessandro continua le indagini sulla banda delle rapine e scova un meccanico che avrebbe potuto aiutare i malviventi truccando le loro auto. Berti usa dei metodi non ortodossi per far parlare il meccanico e Luca è costretto a fermarlo. Intanto le attenzioni del Distretto si concentrano sul caso di Simone, un bambino rapito mentre era in auto con la madre.

Parmesan e Lombardi scoprono che collegata al caso delle rapine c'è anche un'azienda produttrice di casseforti. Raffaele scopre intanto che Anna frequenta un altro uomo. Nel frattempo al X Tuscolano arriva il caso di Alberta una donna aggredita in casa e soccorsa dal vicino, il quale accusa il marito della donna di essere un uomo violento.

Le indagini sulla banda delle rapine continuano: Luca Benvenuto, insieme a Berti, Argenti e il resto della squadra vengono a conoscenza un nuovo colpo dei rapinatori. Intanto si occupano del caso di una moglie maltrattata.

Dopo aver fallito nella cattura della banda, una strana telefonata porta i poliziotti del Decimo sul luogo di un nuovo omicidio, dove la vittima è un ladro acrobata che forse aveva visto troppo. Grazie ad un altro caso, Alessandro trova il coraggio di tornare sulla tomba di Irene.

Gli agenti Marchetti e Gori, il commissario Benvenuto e l'ispettore Marchetti scoprono che un tecnico della Talicam passa ai rapinatori i codici per permettergli di compiere le rapine.

Dopo l'uccisione del tecnico della Talicam, gli uomini del X Tuscolano riescono a risalire a una bisca clandestina gestita dal camorrista Luciano Gerace. Dopo aver arrestato il boss, Benvenuto e gli altri fermano anche Melissa, la fidanzata di Giulio Flaviano

Mentre Luca segue la traccia del clan camorrista di Gerace, Alessandro, fidandosi del suo istinto poliziesco, aggancia Melissa. Nel frattempo la squadra si occupa dell'omicidio di una madre di famiglia.

Alessandro decide di continuare a vedere Melissa di nascosto, rischiando la propria vita. Nel mentre Luca segue ancora la pista della camorra. Il resto della squadra si occupa del suicidio di una donna anziana, malata tumorale. La verità che emerge è inquietante.

Dopo aver rischiato di morire, Alessandro coinvolge i compagni nella ricerca di Melissa, ma cade in una trappola dei fratelli Flaviano. Gli altri si occupano dell'omicidio di un capocantiere: quello che prima sembrava solo un caso di vendetta personale, nasconde in realtà uno scenario molto più complicato.

Luca e gli altri ricevono una soffiata da Melissa, scampata fortunatamente all'attentato dei Flaviano, che li porta al ritrovamento delle armi della rapina in un deposito di Gerace. Le indagini sembrano quindi terminate, anche se Luca e i suoi dubitano ancora qualcosa.

Il gruppo del X Tuscolano si occupa di una giovane extracomunitaria, Samira, che faceva la tata in una famiglia ricattata da alcuni strozzini. Nel frattempo Luca e Alessandro sono alla ricerca degli assassini di Irene e mettono sotto torchio il boss Gerace. Samira diventa la tata di Vittoria per curare la piccola Nina.

Alessandro è ossessionato dalla morte di Melissa, l'unica testimone che avrebbe potuto riconoscere gli assassini di Irene, e si consegna le proprie dimissioni. Del caso di un duplice omicidio avvenuto all'interno di un palazzo si occupano Raffaele, Elena e Anna. Gli assassinati sono un'anziana signora e un istruttore di pilates, colpiti da un'arma da fuoco. Alla fine si scoprirà che l'assassina è l'amante dell'istruttore, che ha ucciso l'anziana signora, nonna di una sua amica, per depistare le indagini. Anna uccide un evaso dopo un'aggressione per legittima difesa, ma Anna viene indagata in quanto pare che al momento dell'aggressione l'uomo fosse disarmato.

Quando Giulio Flaviano è in crisi d'astinenza, la squadra constata che la droga utilizzata dagli assassini di Irene viene acquistata grazie ad un ricettario rubato.

Una ragazza viene trovata in un bosco, colpita alla testa da un'arma da fuoco: è in sala rianimazione, ma fortunatamente riesce ad uscire dal coma. Grazie ad una ricostruzione dell'identikit la squadra del X Tuscolano riesce a rintracciare il colpevole (che era insieme ad un'altra bambina rapita, così come era stata rapita anni prima la ragazza del bosco). L'uomo però si uccide sparandosi un colpo in bocca. Procedono intanto le indagini per rintracciare i fratelli Flaviano e Alessandro riprende a lavorare. Si scopre che per combattere l'astinenza da droga di uno dei fratelli Flaviano i due comprano morfina grazie a delle ricette rubate.

La morte di Melissa esercita una profonda crisi nella squadra, specialmente in Alessandro che si sente responsabile. Durante un'aggressione, Anna uccide un evaso. Ma quando arrivano, Raffaele e gli altri, scoprono che l'uomo era disarmato.

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I Flaviano lasciano un indizio nella loro suite, Luca e i suoi uomini riescono a capire il fine ultimo del loro piano.

L'ex collega Parmesan è accusato dell'omicidio di un usuraio

Gli agenti del X Tuscolano riescono a rintracciare il luogo dove si sta svolgendo lo scambio tra i Flaviano e Krueger. Durante il blitz Giulio viene ucciso da Luca mentre Valerio, rimasto ferito nella sparatoria, riesce a fuggire. Mentre Elena e Alessandro indagano sulla morte di una giovane donna ritrovata morta dopo tre giorni, si scopre il coinvolgimento di un allenatore di calcio che opera atti di bullismo verso i suoi ragazzi

Tutto il decimo si prepara a festeggiare il matrimonio dell'agente Gori, ma devono risolvere un caso di molestie che vede vittima una giovane insegnante. Alessandro ed Elena sulle tracce di Valerio Flaviano, vengono informati che è stato rinvenuto un cadavere irriconoscibile. Dall'autopsia effettuata risulta essere proprio quello di Flaviano. Il giorno del suo matrimonio, Anna decide di non sposare più Carlo.

Valerio Flaviano che aveva in realtà solo inscenato la propria morte per poter attuare la sua vendetta, rapisce Elena e riesce a far cadere in trappola anche Alessandro. Luca interviene in soccorso dei suoi colleghi ma viene ferito da un colpo di pistola sparato da Flaviano. Alessandro raccoglie la pistola di Luca e uccide Valerio. Ottenuta giustizia per l'amata Irene, Alessandro decide di lasciare il X Tuscolano partendo per un viaggio in America mentre Luca ripresosi dalla ferita, viene promosso commissario dopo aver superato l'esame.