「俺は刑事になんて向いていない…」 そう嘆き、毎日のように辞表を提出するダメダメ刑事・片山義太郎。女性恐怖症、高所恐怖症、幽霊恐怖症、人間としてのあらゆる弱点を兼ね備えた片山は「一家に一刑事」という家訓と、かつての名刑事であった父親の遺言から刑事となるが、勿論うだつのあがらない毎日を過ごしていた。 そんなある日、捜査一課の栗原課長に命じられ、女子大へと捜査に向かわされる片山。周りを見渡せば女子！ 女子！ 女子！ 女性恐怖症の片山にとってはあまりの惨劇にフラフラする中、そこで一匹の不思議な三毛猫と出会う―――。 学部長の森崎に頼まれ、学内の風紀の乱れを調査することになった片山は、倒れそうになる体に鞭を打ち、近くのカフェテリアから女子寮の見張りを始める。すると寮内でボヤ騒ぎが発生！ 急いで駆けつけ、生徒とともに消火活動を始めるが、慌てた片山は生徒と衝突し、失神してしまう…。女子寮の中で目を覚ます片山。急いで飛び出しカフェテリアに戻るが、そこは既に鍵が閉められていた。 翌日、署に向かった片山に衝撃の事実が告げられる。昨晩、片山が見張りをしていたカフェテリアで森崎学部長が殺害されたのだという。中は内側から鍵が閉められ、完全なる密室殺人。そして不思議なことに、片山がいない間に、なぜか部屋中の椅子やテーブルが全て姿を消していた。多くの謎に頭を悩ませる片山。 …その時、昨日の三毛猫が突然現れ、片山に何かを知らせようとする―――。
晴美（大政絢）の強烈な勧めにより、女性恐怖症克服のためなぜか恋愛セミナーを受講することになった義太郎（相葉雅紀）が講師の山室（平沼紀久）の授業を受けていると、セミナーのDVDが流れる暗がりの中、突然悲鳴が聞こえる。駆けつけるとそこには、山室の刺殺体があった――。 石津刑事（大倉忠義）と共に受講者名簿と教室に居た人間を照合するが、ただ一人“金崎沢子”という名前の受講者が見つからない。調べると金崎沢子という名の女性は、2年前に自殺をしていたことが判明する。幽霊恐怖症の義太郎は死んだはずの沢子の亡霊が現れたと考え、震えるばかり。 そんな時、栗原（石坂浩二）から任され、沢子の妹・涼子（瀧本美織）に話を聞くことになった義太郎。そこで沢子が生前何者かに苦しめられていたという情報を聞き、亡霊による殺人であるという思いを更に強くしてしまい――。
ホームズの力で指名手配犯を逮捕し警察から表彰された義太郎（相葉雅紀）は、栗原（石坂浩二）からのご褒美と称して中世ヨーロッパ風の古城へ招待される。ウキウキと旅の支度をしていると、ヒロシ（藤木直人）と晴美（大政絢）からその古城への招待は栗原の知人であり財閥の社長・永江和哉（山口馬木也）とその一家の警護をすることが目的だと告げられる。驚く義太郎。しかも二人の兄妹と石津刑事（大倉忠義）も同行することに。 城へ到着すると、何やら不穏な空気の中から和哉の父・英哉（榎木孝明）が現れ、今回永江家の一同を集めた理由は、2年前に英哉の婚約者・智美（春日井静奈）が殺された事件の犯人を探し出すためだと語る。勿論、身に覚えは無いという永江家の一同。戸惑う義太郎はいつもの様にホームズに頼ろうと助けを求めるが、なぜか不機嫌なホームズは全く義太郎の言うことを聞いてくれない。 そんな中、永江家の一人、有恵（北川弘美）が死体で発見されてしまう……。そして同時に一本しかない城までの道が爆発によって塞がれ、完全に孤立してしまう義太郎たち。 古城で起こる殺人事件を義太郎は解決できるのか――。
永江財閥の古城に閉じ込められ、連続殺人事件に巻き込まれた義太郎（相葉雅紀）たち。「これ以上、犠牲者は出さない」と決意するものの、頼みの綱のホームズには愛想を尽かされ、ヒロシ（藤木直人）・晴美（大政絢）の兄妹にはその不甲斐なさをついに呆れられ、おまけに石津刑事（大倉忠義）も病に倒れ、完全に孤立してしまう。 それでもなんとか犯人を捕まえようと、人を疑うことが何よりも嫌いな義太郎が歯を食いしばりながら、必死に人を疑い、推理をしていく中で、古城の執事である梶本（長江英和）に容疑をかける。梶本を問い詰める義太郎。 しかし、梶本が犯行を否定する最中、どこかから次男・紳也（細田よしひこ）の叫び声が聞こえる。駆けつけた義太郎が見たのは、足に一本の矢が突き刺さり、倒れている紳也の姿であった。紳也に駆け寄り看病する次女の圭子（加藤あい）。 閉ざされた古城。止まらぬ恐怖。義太郎は果たして事件を解決することができるのか―――。
ある日、栗原一課長（石坂浩二）と共に食事をしていた義太郎（相葉雅紀）・ヒロシ（藤木直人）・晴美（大政絢）。そこで栗原から衝撃の一言が告げられる。なんと、以前提出していた辞表が受理され、義太郎は刑事を辞めることに。驚く片山一家。義太郎もなんと反応していいか迷っていると、そこに一発の弾丸が飛び込んでくる。ガラスが割れ、大騒ぎの店内で神田勇一（隈部洋平）が倒れる。 巻き起こる片山義太郎最後の事件。 捜査を進めると、神田の死には不可解なことがあった。神田は、飛び込んできた銃弾が原因ではなく、注射器を使った毒殺だという…。不思議な事件に悩む一同。 そんな中、義太郎は所轄の刑事・津川旬子（吉瀬美智子）とともに事件を追うことに。なぜか義太郎お得意の女性恐怖症が、旬子にだけは全く発症しない。勝気で独自の考えを持っている旬子のことを少しずつ気になり始める義太郎。すると、一軒の飲み屋でお酒を飲んでいた時、義太郎は突然、旬子にキスをされてしまい―――。
ある日、義太郎（相葉雅紀）が食事をしていたレストランに突然、弾丸が飛び込んできたことで始まった今回の事件。被害者の出身地や犯行の凶器と、奇妙に連鎖する殺人事件を刑事生活最後の事件として追っていた義太郎であったが、辞職の日が迫り、ついに捜査から外されることに…。そして、共に捜査をしていた津川旬子（吉瀬美智子）に対しては、結婚を決意したその瞬間に姿を消されてしまい、絶望の淵に立たされてしまう義太郎。 そんな義太郎を想い、片山一家でいつものごとく捜査会議を始めるヒロシ（藤木直人）と晴美（大政絢）は、義太郎の気持ちを台無しにした旬子が事件のカギを握っているのではないかと疑いを強める。しかし、義太郎は「旬子さんが犯人だとは思えない」と旬子への思いを引きずり、一人部屋に閉じこもってしまう…。 すると、見かねたホームズの化身（マツコ・デラックス）が義太郎の前に現れ、容疑者・久保山（赤木伸輔）と被害者たちの共通の出身地である八王子市へ向かうよう義太郎の尻を叩くのであった。 フーガのように絡み合う事件と片山の恋心、果たしてその行方は――！
「おまえはどんな刑事になりたいんだ！」 兄・ヒロシ（藤木直人）に酔っ払いながらも突きつけられた疑問に答えを見出せない義太郎（相葉雅紀）であったが、アパート火災に遭遇し、石津刑事（大倉忠義）と共に現場へ駆けつける。そこで老夫婦と1羽のインコを救い出した二人であったが、この火災は老朽化した住宅を狙った連続放火事件と関連しているとみられ、栗原一課長（石坂浩二）率いる捜査一課が出動することに。 野次馬写真を基に容疑者としてあげられたのは、週刊誌の編集長・有田令子（紺野まひる）。しかし取り調べで容疑を徹底否認した令子は、逆に事件が起きた後になってから、ようやく捜査を開始する警察に対して激しく怒り、「事件を未然に防ぐ気はないのか！」と文句をぶつける。 身勝手なことを言う令子をなだめようとする根本（尾美としのり）らであったが、一方の義太郎は令子のその言葉に心を打たれてしまう…。令子を尾行し、捜査を進める義太郎。そこには、今まで義太郎が見たことも無かった社会の闇と立ち向かう令子の姿が。 義太郎が覗き込んでしまったその闇とは一体何なのか……。 そして令子はなぜ、被害にあった老夫婦を事前に取材していたのか……。その真実は―――。
栗原一課長（石坂浩二）に言われ、女性恐怖症にもかかわらず、女子大で講義をすることになってしまった義太郎（相葉雅紀）。しかし、それは大学に蔓延る薬物売買の特命捜査でもあった。 薬物売買の第一容疑者：宮越友美（岡本玲）やその友人の村瀬明日香（有村架純）を始め、見渡す限り女子ばかりの光景に戸惑いながらも授業を始める義太郎。と、頭上から、なんと鎖に吊るされた女子大生の遺体が降りてくる。その光景に失神をした義太郎は、その様子を撮影した映像が動画サイトに投稿されてしまい、世間から警視庁の大失態として注目を集め、ついには捜査一課からの異動の話がもちあがる。 兄・ヒロシ（藤木直人）や妹・晴美（大政絢）は、たった一度のミスで今までの功績を無視するのはおかしい！ と警視庁に直談判をしようとしたところ、義太郎は、今まで自分が事件を解決できていたのはホームズのお蔭だという、最大の秘密を打ち明けてしまう…。 そしてホームズとの別れを決意した義太郎がそのことを告げにいくと、逆にホームズから衝撃の一言を告げられてしまう。 「私、もうすぐ死ぬの……」と―――。
ホームズに別れを告げて自分の力で事件を解決すると決意した義太郎（相葉雅紀）は、麻薬が横行しているという女子大で発生した連続殺人を追う。しかしドラッグパーティと疑われた会場付近の一室で奈良教授（松澤一之）が遺体で発見され、その傍で凶器を手にして立っていたのは、なんと義太郎が「信じる」と約束をした相手、宮越友美（岡本玲）であった。 取調べを受ける友美は容疑を否認し、義太郎は何とか友美の無実を証明しようと動く。しかし、第一容疑者の村瀬明日香（有村架純）は姿をくらまし、実行犯と見られていた堀口（東根作寿英）は義太郎が目の前で取り逃がしてしまい、捜査は一度暗礁に…。 次々に起こる聖清女子大学連続殺人事件。薬物が蔓延する構内で仮面をつけた謎の人物が刃をつきたてる。そしてついに義太郎は見事に逆トリックを見破り、犯人へと辿り着く。 その真犯人の正体とは!? 一方別れを告げて飛び出したホームズは義太郎を本当に見捨ててしまうのか!? その時、義太郎は一人の刑事として大きな転機を迎えることとなる……。
ホームズと決定的な別れをし、落ち込む義太郎（相葉雅紀）。その時、23年前に銀行強盗を起こし警察官を射殺し服役していた一人の男、金田広造（陣内孝則）が脱獄した。金田が寝ぐらにしていた廃工場を突き止め、踏み込む捜査一課。と、拳銃を所持していた金田を栗原一課長（石坂浩二）が発見し銃撃戦となる。 鳴り響く4発の銃声。それを聞きつけた義太郎らが駆けつけると、そこには栗原と村田刑事（君沢ユウキ）が倒れていた。病院へ運ばれる二人。栗原は意識不明の重体となり、そして銃弾を浴びた村田は、まもなく死亡してしまう…。 金田への捜査が一層強化される中、義太郎はなんと金田から直接、連絡を受けることに。そこで金田は義太郎に「刑事を殺したのは、自分ではない…」と告げる。信じられない言葉に戸惑う義太郎。 一方、片山家では長男のヒロシ（藤木直人）がとてつもない事実を晴美（大政絢）に打ち明ける。なんと、23年前に金田が射殺をした警察官というのは、義太郎ら兄弟の父・片山正太郎であった……。
ヒロシ（藤木直人）と晴美（大政絢）の兄妹から、父・正太郎（平岳大）を殺した犯人が金田広造（陣内孝則）であると聞かされた義太郎（相葉雅紀）。困惑する片山一家の元に、チャイムが鳴り響く。すると渦中の指名手配犯である金田が、拳銃を片手に片山家に押し入ってきた。 驚く片山一家。しかし現れた金田は突然、銃を置き捨て頭を下げる。そして義太郎たちに向かって「自分は誰も殺していない」と無実を主張した。信じられず怒りをぶつけるヒロシと晴美に対して、義太郎だけは真逆の反応を示す。「僕はこの人が嘘をつくと思えない…」と。 金田を信じた義太郎はなんと、最大の容疑者である金田と共に捜査を進めることに。手を組んだ指名手配犯と一人の刑事。さらにヒロシと晴美は生前正太郎が遺したノートを発見し、父が警察内部の不正について調べていたことを知る。 次第に明らかになる、正太郎の死の真相―――。 過去と現代が絡まり、謎が連鎖する事件。全ての黒幕は一体誰なのか？ 義太郎は真実を突き止められるのか!? そして、姿を消したままのホームズは最後の最後、義太郎の元に帰ってくるのか!? いよいよ全ての謎を解く最終回が始まる。