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온 국민을 충격으로 몰아넣은 연쇄 살인 사건. 계속된 검거 실패로 대통령이 직접 사건에 개입하고, 수사 중 용의자가 사망하는 사고가 발생하자 경찰청은 마지막 카드를 꺼내든다. 가짜 범인을 만들어 사건을 종결 짓는 것. 사건의 담당인 광역수사대 최철기는 승진을 보장해주겠다는 상부의 조건을 받아들이고 사건에 뛰어들게 된다. 그는 스폰서인 해동 장석구를 이용해 배우를 세우고 대국민을 상대로 한 이벤트를 완벽하게 마무리 짓는다. 한편 부동산 업계의 큰 손 태경 김회장으로부터 스폰을 받는 검사 주양은 최철기가 입찰 비리건으로 김회장을 구속시켰다는 사실에 분개해 그의 뒤를 캐기 시작하는데...
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서울의 대형 할인 매장 엘리베이터 안에서 토만난 시체가 비닐에 싸인 채 발견된다. 뒤이어 일어난 두 건의 살인 사건에서도 시체들은 각각 몸의 한 부분이 잘려나간 상태로 발견된다. 조형사(한석규)는 사건 규명을 위해 구성된 수사팀 반장을 맡게 되지만 사건의 실마리는 전혀 풀리지 않는다. 그러던 중 3번째의 희생자가 혈우병 환자인 것을 근거로 하여 3명의 신원이 밝혀지고, 그들과 관계 있는 한 여자가 떠오른다. 그녀, 채수연 채수연(심은하)은 프랑스 유학을 다녀온 미모의 여성으로 현재는 박물관의 유물 복원실에서 일하고 있다. 희생자들은 그녀의 과거 혹은 현재의 연인들이었던 것이다. 그녀를 흠모하고 있는 박물관 동료가 수사선상에 오르지만, 그 역시 희생된 채 발견된다. 이제 조형사는 사건을 밝히기 위해 그녀의 기억들을 끌어내기 시작하는데...