津軽 (二階堂ふみ) は、キノコの研究に没頭する大学生。同じ研究室の稲庭 (柳楽優弥) からは、菌類女子“キンジョ”というあだ名を付けられるほどキノコにのめり込んでいた。ある日、キノコを探して森に入った彼女は、怪物 (綾野剛) と出会う。「僕は人間じゃない」と謎めいた言葉を口にし、自分は人間とは暮らせないと打ち明ける怪物を津軽は森から連れ出す。ずっと孤独に生きてきた怪物は、初めて人間と触れ合うことになり…。
津軽 (二階堂ふみ) と稲庭 (柳楽優弥) の2人の抱擁を見た深志研 (綾野剛) は、嫉妬の感情からか、変態してしまう。さらに、深志研がその体で触れてしまった晴果 (田島ゆみか) は、顔を半透明の白いキノコに覆われ、意識不明の状態に。津軽は、深志研が晴果の症状に関わっていると考え、姿を消した彼を探す。だが、目の前に現れた津軽に深志研は「ぼくをもう見つけないでください」と言い残し、森の中へ去ってしまう…。
稲庭工務店に戻ってきた深志研 (綾野剛) は、稲庭 (柳楽優弥) の助けを借り、大好きなラジオ番組の悩み相談に投稿することに。一方、津軽 (二階堂ふみ) は祖母の叶枝 (木野花) から、120年前、半透明のキノコに覆われるという原因不明の病気で死んだ叶枝の祖母の妹･サキの話を聞く。そんな中、工務店の面々が働く建築現場の壁に落書きが見つかる。それを見て、激しく動揺する室園 (川栄李奈) の前に、町田という男が現れて…。
深志研 (綾野剛) の「恋をした相手が治らない病気で悩んでいる。その人の命を守るためにはどうしたらいいか」という投稿を受け取った天草 (新井浩文) は、生放送中に鶴丸 (柄本明) を訪ねる。悩みに答えてほしいと頼まれた鶴丸は「相手の生命力を引き出すために、恋をしなさい」と勧める。津軽 (二階堂ふみ) に恋をしていると告白するが、拒絶された深志研は、どうしたら津軽を救うことができるのか思案する。そんな中、彼は建設現場で事故に遭ってしまう…。
深志研 (綾野剛) は稲庭 (柳楽優弥) から、天草 (新井浩文) が会いたがっていることを聞かされ、喜び、天草と会えるのを心待ちにするように。稲庭工務店では、母親が病気でお金に困っているのでお金を貸して欲しいと部屋を訪れた飯塚 (葉山奨之) に給料全てを渡してしまった深志研。しかし、飯塚が嘘をついていたことが発覚し、工務店の人々を巻き込んだ騒動になってしまう。そして、天草が稲庭工務店にやって来て、ついに深志研は天草に対面し…。
鶴丸 (柄本明) は、感情の高ぶりによって菌を放出する深志研 (綾野剛) がラジオ出演を通じて多くの人と関わると、菌をまき散らす危険性があると分析。津軽 (二階堂ふみ) は、ラジオ出演が深志研にとって本当に良いことなのか、心配になる。放送後の反響が大きく、津軽の思いをよそに、菌の放出を誘発するまでのトラブルも起こらず、放送は好評。“フランケンシュタイン”の人気はさらに高まっていくが…。
深志研 (綾野剛) は鶴丸 (柄本明) に自分の体の仕組みを尋ね、今後、人間の世界で生活する中で複雑な感情が生まれるたびに、危険なものを生み出すことになるだろうと告げられる。自分が津軽 (二階堂ふみ) といることで再び同じ現象が起こってしまうのではないかと恐れる。プロデューサーからラジオの公開放送にフランケンを出すよう言われた天草 (新井浩文) は彼の秘密を知り、断るが、聞き入れてもらえず、深志研はラジオの公開生放送へ出演することになる…。
深志研 (綾野剛) に「僕は本物の怪物なんです」と打ち明けられた稲庭工務店の皆は動揺する。公開生放送で深志研の菌に触れて体調を崩した人が続出し、ラジオ局には抗議が殺到していた。天草 (新井浩文) は深志研に真実をラジオで話してほしいと頼み、深志研は承諾。そんな彼のラジオ出演を止めようと津軽 (二階堂ふみ) は、二人で一緒に森に逃げようと言う。その時、彼の奥に眠っていた120年前のある記憶がよみがえり…。
120年前、貧しい農家に生まれた山部呼六 (綾野剛･二役) という男がいた。彼は、独学で医師になり、富嶽伝染病研究所で細菌の研究を続ける医学博士･研太郎 (斎藤工) に弟子入りする。呼六は、患者のために研究所の周りにある農地で野菜を作ろうと考え、地主の娘･サキ (二階堂ふみ) と出会う。一方、研太郎は密かに、世界中の菌類を集め培養し交配させて新しい菌を生み出そうとしていた。それは、不老不死の研究であったが…。
深志研 (綾野剛) は、自分が津軽 (二階堂ふみ) の先祖･サキと恋をしていた120年前の記憶を津軽に語り、二人は、お互いの気持ちを確かめ合う。ラジオでの深志研の告白に、世間は賛否両論。深志研の持つ菌を危険視する声、深志研を支持する声など、さまざまな意見がラジオ局に寄せられる。そんな中、近所の住民が通報し、保健所の職員が深志研を調べるため、連行しにやってくる。深志研と津軽は、120年の恋を貫くことができるのか!? 感動の最終回!
