在美国FBI研习期间，来自日本的音无月子（长泽雅美 饰）名声大震，荣登时代周刊头条，还与美国总统亲切会晤。与之形成鲜明对比的，则是月子的老上司警视厅搜查一课刑警丹内市生（竹中直人 饰）得到了丹内组解散的通知。沮丧的丹内从荣升警视总监的武重治（伊武雅刀 饰）口中得知，他有幸受总监直接领导，还没等他高兴多久，却发现自己被分在新成立的非科学事件搜查小组（UIU）担任组长，而这个小组正是在载誉回国后的月子拜托总监成立的。在此之后，丹内、柴山俊也（平山浩行 饰）、擅长电脑网络的滨中彩乃相继报到，此外还少不了追求月子的警视厅鉴识课警员胜浦洋人（沟端淳平 饰）。 富士山树民、外星人、鬼娃娃花子、三亿日元劫案，各种各样有趣诡异的都市传说和奇怪案件接连发生，顽皮的月子和伙伴们再度登场……
故事从一个夕阳如血的黄昏开始，幼年时的欧阳正（陈晓东饰）流落到北方小镇。欧阳正父母都是警察，但都已去世。他与当时父母被造反派打倒的闻汐（邓超饰），以及寄养在外婆家的叶雨（高圆圆饰）青梅竹马一起长大。文革结束后，闻汐和叶雨都随父母返回了省城，临别之时叶雨留给了欧阳正纯真的誓言“长大了我来找你，别忘了”。成年后的三人境遇迥异，欧阳正终于考上了大学，进入省城后先后重逢了已是爱生活，爱5Q的闻汐和叶雨。艰难生存的欧阳正在得知闻汐钟情于叶雨时，拒绝了叶雨的感情。毕业后，欧阳正被分配到边远的小镇，几年后他重回省城，落魄谋生。在遭遇残酷的人生变迁之后，欧阳正和叶雨重逢在海边…… 一个夕阳如血的黄昏，童年的欧阳流落到一个临海的北方小镇上，他的父母都是警察，但他们都已经死去。 欧阳便和镇上他那单身的叔叔相依为命，叔叔是个很激烈的人，唯一的嗜好就是喝酒，叔叔也有喜欢的女...
