警視庁近くの道を黒のスーツ姿で走る若き刑事・黄沢蕾（佐藤勝利）。そのまま１台の大きなトラックに乗り込むと、そのトラックはエンジン音を轟かせながら、警視庁の地下駐車場から地上へと飛び出していく。トラックの名は通称【一番星】――警察同士の縄張り争いを打破すべく、警察庁が試験的に運用を決めた【移動捜査課】が駆る、《爆走する捜査本部車》である。 運転席に座るのは、白鳥浩志（田中幸太朗）、そして捜査本部車内には女性刑事の仲沢桃子（土屋太鳳）、天尾美青（優香）、ベテラン刑事の須黒半次（横田栄司）、そして彼ら【移動捜査課】のメンバーを率いる課長でありチームリーダーの赤瀬則文（井ノ原快彦）の姿。【一番星】は、午前に港区と文京区で立て続けに発生した、高齢夫婦を狙った緊縛強盗の管轄所轄署へと急行していた。 「手口が酷似した２つの事件を、２つの所轄署が合同で捜査する」。一見すると簡単なことに見えて、実はとても難しい事案に、蕾以外の刑事たちはあからさまに面倒そうな顔を。【一番星】を迎える各署の職員側も嫌そうな態度を隠そうともせず、移動捜査課に配属されてまだ一週間の蕾は「僕らはみんな仲間では？」と納得できない表情を見せるのだった。 その最中、３件目の事件発生の一報が届き、その現場が千葉県市川市だと判明すると、所轄同士の争いに加え、警視庁と県警本部の争いもぼっ発しそうな気配に【移動捜査課】のメンバーはうんざり顔。赤瀬の指示で【一番星】は３つの署の真ん中に移動、美青は千葉県警本部へと調整に向かう！ そんな中、３件目の事件に関わったという若い男が自首してきたという情報が。その男の証言により、阿久津翔一（菅生新樹）という若者の存在が明らかになる。 連行した翔一の供述にどこか違和感を抱いた蕾と桃子は、トラックの調整に来た"メカじい"こと緑川宗一郎（北大路欣也）が言っていた「ノイズをよく聞け」という言葉を思い出し…？ 最初の事件――【一番星】があらゆる"境界"を越えて爆走する！
神奈川県警の北高津署に国枝将司（野間口徹）という男が「人を殺した」と自首してくる。同じ頃、東京都世田谷区の公園で拳銃で撃たれた死体が発見され、財布に残っていた免許証から被害者は高級腕時計を輸入販売している玉城すすむ（河野裕一郎）だと判明。国枝を逮捕した北高津署と、死体が発見された世田谷南署の両方に捜査本部が設置されたため、仲沢桃子（土屋太鳳）ら《移動捜査課》にも出動命令が出る。 捜査本部は２つだが…「事件は一つ」――なんとか合同捜査に持ち込みたいと考える赤瀬則文（井ノ原快彦）だったが、神奈川県警と警視庁のメンツのぶつかり合い、調整担当の天尾美青（優香）はめんどくさそうな様子を見せるのだった。 案の定、神奈川県警と警視庁は互いに一歩も譲る気配を見せない。ついに警察庁から捜査指揮命令が下され、《移動捜査課》の【一番星】が合同捜査本部となり、黄沢蕾（佐藤勝利）が運転する２号車＝取り調べ室も合流する。 さっそく２号車で取り調べがスタートするが、被疑者の国枝は神奈川県警の取り調べに対し怯えた様子も不安そうな表情も見せず、「通りすがりの見知らぬ人を拳銃で撃った」と供述。拳銃の入手経路については「黙秘」を通す。しかし、警視庁の取り調べになった途端、供述を翻した挙げ句、拳銃の入手経路まで明かす。前後の取り調べで正反対の供述をする国枝に、蕾は「ふざけてんですか!?」と詰め寄るが…？ その後も、またのらりくらりと供述を変えていく国枝――被疑者の真の目的を探るべく、赤瀬は国枝の過去をもう一度徹底的に洗い直すことを命じる！すると意外な事実が浮かび上がる！
山梨県の住宅で強盗殺人事件が発生。その家に住む30歳の男性が殺害されているのを、母親の友里恵（南野陽子）が発見する。山梨県警の捜査一課が捜査を開始するものの、現場付近の防犯カメラには被害者宅の周辺をうろつく不審者が映っており、その人物が東京都八王子市に住む深沢智導（植草克秀）だと判明。警視庁が捜査に参入し【広域犯罪】となったことで、仲沢桃子（土屋太鳳）、黄沢蕾（佐藤勝利）ら《移動捜査課》が【一番星】で現場に向かうことになる。 しかし過去の事件以来、警視庁と山梨県警は”犬猿の仲”――案の定、現場の前では山梨県警の捜査一課と警視庁捜査一課の根本輝彦（今野浩喜）らがにらみ合いを。なんとか赤瀬則文（井ノ原快彦）が捜査指揮命令書を提示し、合同捜査を開始するが、友里恵は重要参考人である深沢と面識がある様子はない。さらに、須黒半次（横田栄司）は友里恵の首元にアザがあることに気づき…？ 一方、深沢の任意聴取に乗り出した《移動捜査課》だったが、深沢からも被害者や友里恵との接点は見いだせない。しかし、深沢の娘の部屋を見ていた須黒は、あるものに目を留める。さらに、深沢の自宅にどことなく違和感を抱いていた蕾は、その夜に違和感の正体に気づき…!? 深沢と被害者宅を繋ぐ手がかりを確証に変えるべく、【一番星】が東京と山梨を大爆走する…！
