《REAL戀愛殺人搜查班》改編自實際發生的著名殺人事件，講述了斷言“不談浮躁的戀愛”的大儀見，自信滿滿地說“戀愛經驗豐富”的夢川，對戀愛的立場完全相反的兩個人時而碰撞時而煩惱，然後痛快地逼近犯人。

瑜珈教練本宮亞希子被下毒殺害。「戀愛感情的糾纏犯罪特別對策班」-以下簡稱「戀愛殺人搜查班」-的大儀見壯真和夢川幹也注意到了落在屍體旁邊的一張紙。

那是以本宮為首的女性7人的名字記錄的名單判明全員是名廚新城修司的戀人。大儀見和夢川在偵訊瞪新城時也有不在場證明。

那麼兇手是誰呢?清單是誰做的，為什麼做的?暗礁不斷的同時，名單上的女性接連被盯上，最後甚至發生了第二次殺人事件…“清單”變成了“死亡筆記”。

瑜珈教練本宮亞希子之後，花道人淺間志帆(木下鮎美)的遺體也被發現。「戀愛殺人搜查班」的大儀見壯真和夢川幹也再次詢問了在事件發生前來到殺人現場的戀人主廚新城修司。新城說:「我平等地愛著7個人。」新城說:「我為什麼要殺我愛的2個戀人?」否定疑惑，露出不合適的笑容…

另一方面，名單中的女性之一，在新城的餐廳工作的蘇主廚高野艾瑪，雖然拼命保護新城，但也有可疑之處…在這樣的情況下，只有警察和事件相關人員才知道的7人的名單所謂的「死亡筆記」在網路上流出!事件迅速展開。

高中教師兼吹奏樂部顧問君塚明奈的丈夫海人遭暗殺。「戀愛殺人搜查班」的大儀見壯真和夢川幹也因為海人被投了巨額保險金，對妻子明奈產生了懷疑。但是相關人員接二連三地證實，明奈犯案時在校內，也就是有不在場證明。

但是明奈有禁斷的秘密!和吹奏樂部的部員村雨大地有著肉體關係…大儀見瞪視著明奈“明奈給大地洗腦，讓他殺害了丈夫”，對明奈充滿了異樣的敵意。夢川對這樣的大儀見抱著懷疑從人事記錄調查大儀見的經歷意外的事實…

丈夫被殺害的高中教師君塚明奈是悲劇的女主角嗎?是魔性的女人嗎?「戀愛殺人搜查班」的大儀見壯真推測明奈誘惑、洗腦了自己的學生村雨大地，使其殺害了丈夫。另一方面，夢川幹也懷疑明奈雖然愛上了老師，但是否會動手殺害老師。抱。2人的搜索混亂中，學校地下網站告發明奈和多名男學生有肉體關係!大地憤怒地質問明奈…明奈小聲說:「相信我，我們沒問題。」明奈的「銅牆鐵壁的不在場證明」會被打破嗎?「魔性之女」的真面目被揭開。

公司職員刈谷義春的妻子刈谷朋美在家中死亡。有自殘行為的跡象，因服用安眠藥中毒而死，因此推測為自殺。但根據「戀愛殺人搜查班」的領袖禦佛玲子的指令，大儀見壯真和夢川幹也開始搜查。關鍵是朋美生前留下的「影片」…在錯亂狀態下「我不想死!我會被殺的!」的意思是?其實朋美有過「不倫的過去」。之後，就像朋美的裸體照片被多次發送過來一樣……從那以後，朋美的精神狀態惡化，變得很消沉。義春憤怒地說這是妻子的不倫對象井畑康所為…太愛妻子的丈夫VS看不見的跟蹤狂的去向。

公司職員刈谷義春的妻子刈谷朋美在家中死亡。有自殘行為的跡象，因服用安眠藥中毒而死，因此推測為自殺。但根據「戀愛殺人搜查班」的領袖禦佛玲子的指令，大儀見壯真和夢川幹也開始搜查。關鍵是朋美生前留下的「影片」…在錯亂狀態下「我不想死!我會被殺的!」的意思是?其實朋美有過「不倫的過去」。之後，就像朋美的裸體照片被多次發送過來一樣……從那以後，朋美的精神狀態惡化，變得很消沉。義春憤怒地說這是妻子的不倫對象井畑康所為…