菜奈（原田知世）を襲って逮捕された早苗（木村多江）は“ミキサー主婦”として世間の注目の的となり、山際の殺害も早苗と正志（阪田マサノブ）の犯行という疑いが強まる。 神谷（浅香航大）と水城（皆川猿時）が取り調べするも、早苗は完全黙秘。監禁容疑で逮捕された正志も、黙秘を続け、「お互い何もしゃべらずにいよう」と暗に神谷を牽制する。
翔太（田中圭）は、菜奈の最後の姿を映した動画のことを警察に通報。神谷と水城は、302号室にサイバー班を連れてくる。サイバー班が菜奈のパソコンを解析するものの、動画はすでに削除されている上に巧妙な経路で送られたらしく、投稿者は特定できない。翔太は、警察の捜査が進まないことにいら立ち、思わず水城につかみかかってしまう――。
尾野（奈緒）と顔を合わせた翔太は、これから住民会が行われると聞き、出席する。出席者は翔太と尾野の他、田宮（生瀬勝久）、洋子（三倉佳奈）、西村（和田聰宏）、木下（山田真歩）、藤井（片桐仁）、江藤（小池亮介）。この中に菜奈を殺害した犯人が…？と住民たちを観察する翔太。まずは、早苗の代わりの住民会会長を決めることに。話し合いが難航する中、西村が立候補して新会長に決まる。すると、管理人の蓬田（前原滉）が304号室に引っ越してきた住民・二階堂（横浜流星）を連れてくる。二階堂は、人工知能・AIを研究する大学院生だった。二階堂の自己紹介をきっかけに、人工知能が凶悪事件の犯人のプロファイリングに使われるという話になり、住民たちの間に微妙な空気が流れる…。
一方、黒島（西野七瀬）は、早苗と正志の息子・総一（荒木飛羽）を近くの公園で見かける。総一は施設から戻り、叔母のサンダーソン正子（池津祥子）と402号室で新生活を始めている。黒島は、慣れない“普通の生活”に戸惑う総一に優しく接する。そんな２人を、何者かが見ていた…。 翔太は、菜奈を殺した犯人は住民のうちの誰なのかを推理する。「犯人を見つけたとして、迷わず復讐できるかな」と自問自答する翔太。そして彼は、304号室を訪ね…。
翔太は二階堂に、菜奈が殺されたことと交換殺人ゲームのことを打ち明け、犯人をプロファイリングしてほしいと頼む。二階堂は、翔太の話に興味を示す。
翔太は、二階堂を黒島と引き合わせ、これまでの事件をまとめた推理ボードを見せる。二階堂の分析には、できるだけ多くの情報が必要だった。さらに情報を集めるため、翔太と二階堂は各部屋を訪ねて住民たちと話をする。ブータン料理屋のガスホースを切断し、田中政雄の殺害に成功してしまった藤井は、二階堂のプロファイリングを警戒し、2人をすぐに追い返す。
二階堂は翔太に急かされ、すぐに集めた情報をまとめていく。翔太と黒島も二階堂に付き合うことに。二階堂は、徹夜で作業を続ける。
そんな中、翔太はシンイー（金澤美穂）から、蓬田が木下に3階のある部屋の鍵を渡していたという証言を得る。木下が自分たちの部屋に侵入し、菜奈を殺害した犯人なのか！？翔太は、木下に302号室のスペアキーを渡したのではないかと蓬田を問い詰める。しかし、蓬田は、自分が管理する鍵は賃貸の部屋だけで、分譲の302号室のスペアキーは持っていないと言う。翔太は、蓬田が管理する401号室のスペアキーを奪って、木下の住む401号室へ。黒島と二階堂も、翔太の後を追う。
翔太が401号室に入ると、木下は不在だった。部屋には、壁一面の殺人現場の写真、凶器の資料、殺人に関する本などが散らばり、棚にはマンションの各部屋のゴミ袋から集めてきたゴミが区分けして保存されていた。その恐るべき光景に、驚愕する翔太たち。と、コンポにぶつかり、突然流れたのは『ジュリアに傷心』―――。その時、木下が帰ってくる。木下は翔太たちに向かって「このタイミングで私にたどり着いちゃいますか」と不気味に笑うのだった…！
