《神探伽利略》第一季女主角內海薰（柴崎幸）以衍生劇主演回歸。此次SP講述的是第二季開播7個月前發生的一起誤捕案。年過30的內海漸漸感到在男尊女卑的警界中無法立足，上司又勸她去美國俄克拉何馬州進修，不知不覺間被逼上了人生的岔路口。而正當此時，內海逮捕了一名被長野縣警通緝的殺人犯上念研一（中山裕介），但在審問過程中認了罪的上念，卻在被移送縣警的途中主張自己含冤，痛斥警方的逼供誤捕行為。為了找回作為警察的自信，內海留在長野縣開始追查案件真相。但搜查過程中，9年前的一起誤捕案浮出水面，而被害人已故的父親又似乎與這一系列案件有關。面對著多起案件的重重謎團，內海將如何一步步攻破，為最后的案件劃上完美句點？