方圆和蒋勇正在网站上浏览新闻，看到一条耸人听闻的消息，一名年轻妻子在家中身亡，身臂和脖子各中五刀，公安判定是自杀不予立案，网上讨论十分激烈。诗羽看了也是满腹疑惑，这要有多大的决心才会选择这样死啊。
林涛开始审讯王伶俐，王伶俐称昨天晚上自己参加了陈刚举行的媒体人聚会，她喝多了朦胧中上了陈刚的车，车开到一半陈刚就开始对自己动手动脚，她下了车拼命地跑陈刚就在后面追，然后就到了案发的巷子，陈刚欲对她用强，她用随手抓到的砖块砸了陈刚的脑袋，血溅了自己一身，刚开始她确定陈刚没死，但现在越来越不相信自己的记忆了。秦明重新仔细查看砸了陈刚脑袋的砖块，他总觉得此案有蹊跷，决定申请二次尸检。
听说抓到了凶手，陈刚的哥哥陈旭为龙番公安局刑警支队送来了锦旗，秦明拒不接受锦旗，转身进了办公室深思良久终于想到了案子的终点所在——砖块砸头的角度不对。林涛请来陈刚的助理了解陈刚生前的社会关系，助理告诉林涛陈刚兄弟素来不和。珂老帮秦明做头部击打角度测试发现，死者的致命伤是后脑部由冲击力造成的楔形伤口，但现场的砖头只是一个面被血迹浸染，棱角处并没有明显损坏的痕迹，这也是证据链上的疑点，也就是说王伶俐给陈刚的一击并不足以致命。基于案发现场和死者的车内都没有发现他随身携带的装有现金的钱包和手机，杀人者很可能只是临时起意的谋杀。
秦明接到师兄严谨的电话约他见面，师兄是英国利兹大学犯罪心理学的教授，此次回国被聘为龙番公安局刑警队的犯罪心理学顾问，师兄不解秦明放着好好的律师不当为什么却当了法医？知道秦明是为了前女友的死放不下，严谨劝他人都要向前看，日子总要过下去，对已经发生的事除了接受就是放下。
林涛根据定位到的陈刚的手机信号在一网吧找到了个网瘾青年，网瘾青年说手机是在一个二手手机店买的。林涛顺藤摸瓜，得知手机店老板是从一流浪汉手中买的手机，从而顺利将流浪汉抓回，并从其住处搜到一块砖，确定是杀死陈刚的凶器。流浪汉交代当日自己在破窝棚里已经快睡觉了，忽然听到有人喊救命，循声找去发现陈刚躺在地上，他决定来个劫富济贫，没想到陈刚拼命拉住自己的腿，于是顺手掏了一块砖往陈刚脑袋上砸了下去。但蹊跷的是流浪汉放在窝棚里的钱包不见了。
从流浪汉居无定所的特性秦明猜测焦尸案的死者张城应该也是一名流浪汉，接连发生的两起案子都与流浪汉扯上关系，方圆决定假扮流浪汉深入流浪汉生活寻找线索。果然方圆就被陈旭拖到一个货仓里强摁着注射疫苗，就在针头即将刺入皮肤时林涛带人神兵天降，将一帮犯罪分子捉拿归案，王伶俐也被无罪释放。
秦明最近情绪起伏大，眼睛出现了状况，经检查医生发现他玻璃体有出血的痕迹，要不是身体底子不错，血压又不高，否则可能就失明了。医生警告秦明必须休假好好调整。
一女士报警称她半夜回到家发现儿子不见了，各方朋友同事能问的都问了都说没有见过她儿子小万，她上街寻找时碰到一人骑着她儿子的自行车，第二天清洁工就在附近的湖里发现了孩子的尸体，但他们在打捞孩子尸体时意外地打捞上了另一具尸体。秦明不顾身体第一时间来到现场，经过现场勘测他开始了初步的判断，湖里同时出现了两具尸体，从尸表特征看两具尸体死亡时间相近，到底是同一凶手所为还是仅为巧合？
秦明和王珂在公安局门口简单进行了交流，秦明认为男尸入水后还有吞咽行为，证实为溺水身亡，而女尸则是死后被抛尸。王珂则负责检查小万的自行车和恢复女性死者入水后被烧坏的电子表。小万的父亲在接受审讯时说三天前儿子期中考试没考好找他来签字，他借着酒劲跟儿子拌了几句嘴后一怒之下打了儿子一巴掌，儿子很生气骑着自行车就走了。自己和妻子分居三年，却因为女方怕自己分钱而不肯离婚。经诗羽解剖金小万的尸体发现造成他颅内出血的原因是摔跌伤。但他手上有捆绑的痕迹，勒痕力度明显够，显然死前被虐待过。
王珂对金小万的自行车进行仔细的痕迹检查并没有有价值的发现。秦明在解剖台前仔细将获得的线索串联起来，金小万的老师同学说他在三天前的中午离开学校就再也没有回去过，孩子坠湖的地点是他上学的必经之路，虽然他骑着限量版的自行车，穿着限量版的耐克，但未必这就是劫杀的理由，金小万的死因依然层层迷雾。
另一具女尸的名字叫张晓楠，与金小万家无任何瓜葛，同时与金小万在湖里被发现纯属巧合。张晓楠27岁，IT公司职员，社会关系不复杂，不过她有一名男朋友陈志，是一家健身房的教练，说是四天前见过她，而四天前正是张晓楠的死亡时间。
警方一直奇怪金小万的伤，按理说没有人有理由要殴打这么一个孩子，更没有绑架勒索的理由，唯一的可能就是金凡在说谎，是他这个老子打了儿子。珂老决定再去金凡家看看。林涛等人在宾馆发现了陈志在张晓楠遇害当天的开房记录。秦明眼疾严重住院，王伶俐去探病，秦明倒是难得有清闲任王伶俐向自己提问。珂老在金凡家卫生间找到绑金小万的绳子，他觉得此案可以结了，有必要再找金凡聊聊。而此时金凡夫妻正执手相看泪眼，后悔自己当初不该太自私，如果大家都退一步早点离婚，儿子也不会死。
林涛上门把金凡带走了，王珂则带着手下在金凡家再次仔细查找证据，小万妈妈情绪十分激动，对警察的做法很是不解，追问儿子的死因到底是什么？为什么要把金凡带走问话？很快王珂手下在餐桌角上发现血迹，王珂吩咐马上做DNA比对。被带回警局的金凡还一副理直气壮的样子，怪警察不抓凶手把自己带回来浪费时间，林涛直接指出金小万手上的捆绑痕迹是他家洗手间麻绳造成的，他头枕部的撞击部分和他家电视机柜一角相吻合，金凡见证据确凿于是承认自己打了儿子，但决没杀他。
秦明躺在病床上担心金凡若是不招则很难形成完整的证据链，他让诗羽送自己去局里亲自找金凡聊聊。秦明一上来就告诉金凡，小万在入水之前还是活的，金凡一副不可置信的样子，秦明根据自己掌握的证据还原了案发时的情景，是小万激怒了金凡，父子俩从口角升级到角斗，失手之下造成了悲剧，金凡终于承认当时以为儿子死了，他想抱着儿子一起跳河，但当他走进冰冷的湖水时却失去了自杀的勇气，他湿淋淋地爬上了岸，却发现儿子已经不见了踪影。自私的金凡把小万的自行车扔到湖边，造成小万落水的假象，并就近掩埋了小万的书包，以为从此万无一失了，却不知法网恢恢疏而不漏。
金小万的案子破了，而张晓楠案依然没有头绪。陈志因为一点十三分时还在宾馆开房，三点左右还有外卖员往他房间送外卖，而张晓楠是在凌晨两点左右被抛尸的，所以陈志的嫌疑应该可以排除。张晓楠当天应该是约了她老板佟宇到湖边见面，根据张晓楠和陈志的收入水平和她手带的饰品不匹配来看，张晓楠应该和佟宇关系不一般。此时又传来最新消息，在湖边发现了张晓楠的车，有意思的是车里发现的行车记录仪记录下了抛尸的全过程，可惜的是看不到抛尸者的脸，林涛决定找佟宇聊聊。
佟宇话说得很真诚，但他的手部动作出卖了他内心的紧张。听了张晓楠的家庭情况，秦明在病床上又躺不住了，嚷嚷着要出院，他提出召开重案组会议，并要亲自勘查张晓楠的车。经查在车的后备箱里的毛发是张晓楠的，显然张晓楠是被杀后运到河边抛尸的，虽然佟宇和张晓楠有私情，但佟宇应该不是杀手，而是有人嫁祸于他，最大嫌疑者就是陈志。
趁着秦明病休，王伶俐抓紧机会采访这位大法医的日常，秦明告诉她自己选择做法医的原因是曾经的女友被人给杀了。从王伶俐无意一句话秦明突然找到破案亮点，他想到金小万母亲当时找儿子时蹭到的人很可能就是杀死张晓楠的人，他抛尸后慌张骑着金小万的自行车离开，时间点也配得上。
所有的证据都把矛头指向陈志，在事实面前陈志不得不承认自己杀了张晓楠，他说自己发现了张晓楠和佟宇的关系，失手掐死了张晓楠，为了制造不在场证据，他去宾馆开了房、点了外卖。至此，张晓楠案终于水落石出。