山林で身元不明の女性の遺体が発見された。東大和中央署刑事課の巡査部長・河内凪雄（遠藤憲一）は、病院で女医の藤原敦子（萬田久子）から、胃潰瘍のため即刻手術の必要があると診断されている最中だったが、一報を受け現場へ急行する。
遺体は推定年齢20～30歳の女性で、死後半年が経過しており、死因は首を強く締められたことによる扼殺。遺体の身元が判明するようなものは見つからなかったが、身体特定に役立つ要素がひとつあった。それは「歯」。被害者の歯に多量のフッ素が付着しており、それは恐らく審美歯科治療を受けたものによるという。
河内は警視庁捜査一課の平井警部補（内田朝陽）とコンビを組むことに。まずは歯医者への聞き込みから開始する。地道に足で捜査する河内の昔ながらのやり方に、平井は無駄だと不平を言うが…。
その日の夕方。河内は車椅子の少女・千晶（緑友利恵）の誕生日を祝うため千晶の家に向かう。千晶は以前起こった殺人事件の被害者の娘で、河内の亡き娘・順子にそっくりだった。千晶も河内を慕っており、千晶のたっての希望で自宅に招待されたのだ。その頃、千晶宛に「ドクターブライダル」という結婚相談所から封筒が届く。ダイレクトメールだと思い処分しようとしていたところに、千晶の親友・竹美（仙石みなみ）から連絡が入る。家に届くと親がうるさいので千晶の名で資料を申し込んだのだという。千晶は竹美と今度の日曜に会うことを約束する。
その後、被害者の女性がフリーのルポライター・中町ルリ（森下千里）と判明。ルリの部屋からは「ドクターブライダル」をはじめ、結婚相談所のパンフレットが多数見つかったため、結婚相談所に捜査の手を広げるが、手がかりになるような話は得られなかった。続いて、ルリが出入りしていた出版社で聞き込みを開始。すると、無料で歯の手入れをしてくれる歯医者がいるとルリが話していたという情報を得る。河内たちは早速その歯医者の人物特定に乗り出す。
一方、竹美から連絡がないことを不審に思っていた千晶は、竹美の母から竹美が合宿から帰ってこないと連絡を受ける。その後、竹美が殺害されたと知り…。
