法医学者の朝顔（上野樹里）が、震災で母親を失った悲しみを胸に、父親で刑事の平（時任三郎）ら家族と支え合って生きる物語。2019年放送の続編。

男子中学生の不可解な遺体が発見される。身元は矢野諒だと分かり、朝顔（上野樹里）らは死因の特定を急ぐ。そんな中、諒の父親が階段から落ちて意識不明になり、父に代わって双子の兄・一馬が諒の身元確認にやって来る。平（時任三郎）が聞き込みをする一方、朝顔は亡くなったのが本当に諒なのかを疑う。

タキシード姿でちょうネクタイを着けた遺体がミイラ化した状態で見つかる。丸屋（杉本哲太）は「神奈川県警が20年前から追う指名手配犯かも」と言い、朝顔（上野樹里）は身元特定を求められる。死後変化の激しい遺体の解剖は難しいが、光子（志田未来）は遺体に付いた虫から、経過時間を割り出すことを思い付く。

茶子（山口智子）から研究室に「車に閉じ込められて出られない」と電話が入る。真相は謎だが、茶子の不在に慣れた同僚は誰も気に掛けない。そんな中、朝顔（上野樹里）は女性の遺体が発見されたマンションに向かう。そこは部屋のドアと窓の鍵が閉まった密室状態だった。朝顔らは遺体を解剖して死因を探る。

浩之（柄本明）の家を訪れていた朝顔（上野樹里）は、岩手県警のヘルプに入る。脳梗塞を患い、寝たきりで娘の介護を受けていた女性が亡くなり、朝顔は死因の特定を任される。しかし、都会よりも解剖に抵抗のある人が多く、地元の刑事ですら解剖に異論を唱える。だが、真実を突き止めるため朝顔は解剖を行う。

神奈川県警藤沢署の警察官が巡回中に鈍器のような物で襲われ、拳銃を奪われる事件が発生。ニュースで事件を知った朝顔（上野樹里）は、連絡の取れない桑原（風間俊介）を心配する。そんな中、研究室に緊急で遺体解剖の依頼が来る。丸屋（杉本哲太）は、あることを懸念し朝顔に執刀を外れるよう勧める。

桑原(風間俊介)が誤って女性に発砲して死亡させたとして、射殺事件の容疑者になる。朝顔(上野樹里)は夫が事件に関わっているため解剖の担当から外れる。だが、茶子(山口智子)が「あなたは私情を挟む方じゃない」と擁護し、朝顔に光子(志田未来)のサポートを命じる。朝顔は、桑原を信じて同僚たちと真実を追及する。

朝顔（上野樹里）は、遺体の資料を見た茶子（山口智子）の顔が曇るのを感じ取る。茶子の脳裏には30年前に６歳の女の子が誘拐されて殺害された悲惨な事件が浮かぶが、今回の遺体はその少女の父親だった。犯人の仲井戸は模範囚で、去年釈放されていた。そんな中、朝顔は遺体の指に石灰が付着していることに気が付く。

マンション前で発見された女子大学生の遺体を解剖し、死因を探ることに。ある日、出勤した朝顔（上野樹里）は解剖室の水道管が壊れ、しばらく遺体の解剖ができなくなったことを知る。

藤堂（板尾創路）が会議への出席に追われていると、研究室に緊急の解剖依頼が入る。朝顔（上野樹里）らが引き受けることになり、焼死体の死因を探ると、急性一酸化炭素中毒であることが判明する。さらに後日、立て続けに解剖の依頼が入ったことから、朝顔のサポートで光子（志田未来）が執刀することになる。

トンネル事故の対応に追われていた朝顔（上野樹里）と桑原（風間俊介）に、忍（ともさかりえ）から連絡が入る。忍は、預かっていたつぐみ（加藤柚凪）が目を離した隙に姿を消したと告白。朝顔と桑原、そして野毛山署の面々は手分けしてつぐみの行方を捜す。朝顔はつぐみに何かあったのではと、冷静さを失っていく。

平（時任三郎）の健康を心配する朝顔（上野樹里）に代わり、桑原（風間俊介）が平を訪ねようとするが断られてしまう。その頃、法医学教室には、敗血症で亡くなった疑いのある独居老人の女性が運ばれてくる。女性は度々、アパートの住人に自作の料理をお裾分けしていたことが判明。朝顔らは、料理の食材を分析する。

研究室に休みをもらった朝顔（上野樹里）は、平（時任三郎）の家を訪ね、部屋中に貼られたメモを見て言葉を失う。「忘れることが多くなった」と話す平に、朝顔は浩之（柄本明）から預かった歯を調べることを伝える。その後、美幸（大竹しのぶ）の食堂に足を運んだ朝顔は、美幸から「謝りたかったの」と頭を下げられる。

正月、研究室に集まった朝顔（上野樹里）らは茶子（山口智子）から、外国で発見された遺体の解剖を依頼される。遺族から死因究明の承諾を得てから行う“承諾解剖”という珍しいケースで、自殺と断定されたことに遺族が納得していないため再解剖で死因を特定し直すという。解剖を始めると、体内からメモが出てくる。

未解決事件「三田村一家殺害事件」の目撃情報が挙がり、山倉（戸次重幸）らが当時の状況を整理していると「三田村一家殺害事件」と同じ現場で遺体が発見される。そこで、藤堂（板尾創路）らが解剖を担当することになり、死因を調査。裁判の打ち合わせから戻った朝顔（上野樹里）も解剖後のミーティングに参加する。

つぐみ（加藤柚凪）が作るバレンタインクッキーの話題で華やぐ研究室に、乳児の解剖依頼が入る。朝顔（上野樹里）は「まだ娘さんの死と向き合う準備ができていない」と、遺体との対面を拒んだシングルマザーの女性に理解を示す。だが、光子（志田未来）らは親の虐待も視野に入れた方がいいと助言する。

マンションから飛び降り自殺を図ったとみられる女性の遺体と対面した朝顔（上野樹里）は、不自然な点を見抜き、殺人の可能性も探る。その頃、山倉（戸次重幸）の元に朝顔らが解剖した被害者を殺害したという興雲大学の女性教授が、「自首したい」と出頭する。飛び降りではなく殺したと言う身内の人物に朝顔らは驚く。

刑事・森本（森本慎太郎）が刺され、平（時任三郎）は自分もできることがしたいと捜査本部に参加する。法医学的には同一犯とは断言できないが、特徴的な切り傷から過去の一家殺害事件との関連が疑われる。朝顔（上野樹里）は森本の刺し傷がどのように残ったかを医師に聞き、別の犯人が存在している可能性を主張する。