故事发生在2030年的日本，AI在国民生活中成为不可缺少的存在，而AI的暴走也使日本卷入了大灾难之中...

第二次世界大战前夕，一名普通的陆军士兵（龟梨和也 饰）因帮助同伴而殴打长官，随后被军事法庭判处死刑。关键时刻，名叫结城（伊势谷友介 饰）的神秘男子突然出现，并将之吸纳进专门培养间谍的秘密部门——D机关。历经层层考验，青年终于得到第一项任务。不久前某犹太科学家遭到暗杀，而他记载着最新式武器设计图的黑色笔记据说落入美国大使埃内斯特·格雷厄姆（Richard Moss 饰）手中。青年化名嘉藤次郎来到了被称为魔都的城市，伺机盗出笔记。与此同时，英、苏、德等国的特工也闻风而动，顶峰的间谍大战即将展开……

讲述剧版《涅墨西斯》两年后的故事。广濑铃饰演拥有看透事件真相的天才灵感却做事鲁莽的侦探助手安娜，樱井翔饰演虽然废柴企却有名望，自称是天才侦探的风真，两人共同挑战侦探事务所涅墨西斯接到的各种委托。

影片灵感源自2020年6月在报纸上刊登的一篇描写某少女壮烈人生的报道：出生在残缺家庭、沉溺于毒品的少女，遇到了打破常规的刑警和采访重获新生设施的周刊杂志记者，开始了回归正轨的道路。但是，就在她抓住一丝希望的时候，绝望的现实却向她袭来。