在杉并警署新近成立的“万能咨询室”内，汇集了因各类棘手问题而被调任的警务人员。该部门在机构内部被戏称为“零系”，其寓意源于一种观点：如同零乘以任何数值结果仍为零，缺乏效用的人员无论聚集多少，其整体效能依然堪忧。根据上级的部署，不谙世事、缺乏察言观色能力的警视小早川冬彦(小泉孝太郎 饰)被派遣至此。冬彦投身警界的初衷本是守护市民，因此，他对于能够从科学警察研究所调任至刑事侦查一线感到十分满足，并展现出高度的热情与积极性。
部门运作的首日，“万能咨询室”便接到一项任务，需对一位在公园内徘徊的年长者实施保护。面对这项任务，其他成员流露出为难的神色，冬彦却主动表示愿意承担。出于对冬彦可能独自冒失行事的顾虑，系长龟山指派了以言辞犀利著称的女刑警寺田寅三(松下由树 饰)陪同前往。抵达公园后，冬彦的注意力被一个与当前任务并无关联的垃圾箱所吸引，其行为举止显得单纯而直接。目睹上司如此表现，性格刚强的寅三内心愈发感到不耐。
同日夜间，冬彦获悉邻近区域发生火灾，迅速赶往现场。火灾导致房屋主人，一位工厂厂长不幸罹难。通过对燃烧残留物的观察，冬彦推断最初的引燃物为麻绳。他进一步注意到，火焰灼烧的痕迹与日间在公园所见到的形态完全一致。当时也在场的刑警古河祐介与寅三均告诫冬彦，不应干涉其他巡逻班组的案件管辖。然而，冬彦并未听从劝告，于次日前往相邻辖区的消防署，搜集了大量关于近期火灾事件的记录资料，其执拗的行事风格令随行的寅三感到诧异。与此同时，系长龟山以及事务员靖子也对冬彦四处引发事端的做法表示不满。
在全面分析所获资料后，冬彦得出结论：前日的火灾事件属故意纵火，并且此案是一系列连环纵火案件中的一环。然而，他的推理过程与阐述方式颇为晦涩，致使“万能咨询室”的同僚们难以理解其思路。冬彦未经许可擅自进行纵火模拟实验的行为，进一步触怒了警署高层，署长随即下达明确指令，严禁他超越职权范围调查案件。出乎意料的是，上级的禁令反而激发了寅三的对抗心理，零系的其他成员也逐渐被卷入到这起案件的调查之中。
冬彦所提交的证物经过技术鉴定，确认含有死者所属工厂的灯油成分。古河祐介却将这份鉴定报告据为己用，并以此作为证据，逮捕了死者名下工厂的一名老年雇员，将其列为嫌疑人。冬彦则依据自己的推理，认为纵火犯的年龄应在三十岁左右，且罪犯很可能在接下来的周三夜间相同时段再次作案。
通过对公园内那位徘徊老妇人的询问，冬彦与寅三获悉，死者雇员中的山崎存在重大嫌疑，极有可能是制造这一系列纵火案的凶手。为了阻止山崎继续作案，周三夜晚，万能咨询室的数名成员在管区内多方搜寻其踪迹，却始终未能发现。晚间十点过后，辖区范围内一切如常，就在众人开始质疑冬彦的判断是否失误之时，街道上骤然响起了火灾警报的鸣响。这刺耳的声音划破了夜晚的宁静，也预示着事件并未如表面那样平息，新的危机可能正在酝酿。调查的走向因此再次变得扑朔迷离，零系的成员们不得不重新审视眼前的局面，并准备应对可能接踵而至的挑战。整个过程中，小早川冬彦那种基于细致观察与逻辑推演的独特查案方式，虽然屡遭同僚的不解与上级的阻挠，却也在一步步牵引着真相浮出水面。而寺田寅三从最初的不耐与抵触，到逐渐被卷入并萌生斗志的转变，亦成为推动事件发展的重要因素。系长龟山与事务员靖子等人，则代表着组织内部对于规则、程序与稳定性的维护力量，他们的反应折射出大型机构中常规与特例之间的永恒张力。所有线索与人物行动，都交织在杉并警署这个特定的环境里，共同构成了一幅关于职责、执着与真相追寻的复杂图景。