三澄美琴（石原里美 饰）是在民间法医组织“UDI”工作的女法医，该组织专门接收由于非正常原因导致死亡的遗体，对其进行解剖以求找到案件的真相。和美琴一起工作的，还有法医中堂系（井浦新 饰）、记录员九部六郎（洼田正孝 饰）和检查技师东海林夕子（市川实日子 饰）等人。
中堂系虽然拥有着丰富的临床经验，个性却乖僻古怪，对正义和法律理解不同的美琴和中堂之间，常常产生无法调和的矛盾。其实，中堂有一个无人知晓的秘密，他的女友在一场“意外”中不幸丧生，可种种蛛丝马迹向中堂揭示了，是一名连环杀人犯取走了女友的性命。
非自然死亡分集剧情解析:
第1集 非自然死亡原因研究所法医
三澄美琴在
非自然死亡原因研究所（简称UDI）工作，研究所坐落在东京都23区以外的西武藏野市中心，接收全国各地发现的死状异常或因遇害而死的遗体。每年，这里受警察和地方自治体委托处理的遗体大约400具。解剖这些遗体并查明死因就是UDI的职责。UDI有两个团队——三澄班和中堂班。三澄班的主刀法医是美琴，临床检查技师是
东海林夕子，记录员是
久部六郎。中堂班的主刀医生的
中堂系，临床检查技师是坂本诚。而统率这两支富于个性的团队的人是所长
神仓保夫。
这天，一对中年夫妇造访UDI。他们那独自生活的儿子高野岛渡去世了，警察方面判定是虚血性心脏病。高野岛夫妇不认可这个死因，因为儿子很年轻，喜欢登山，身体健康，就算是外行也不相信这样的人会有心脏病。他们希望警方能调查儿子的真正死因，但警方以案件没有疑点为由拒绝了。美琴等人马上开始解剖。结果发现心脏没异状，反而发现了急性肾功能不全的症状。美琴怀疑是毒药致死，进行了详细调查，却不能确定是哪种毒药导致死亡。
这时，传来消息，和高野岛一起工作的年轻女同事在高野岛去世的第二天也突然死亡，死因不明。为了查明死因，美琴、六郎和东海林一起去了高野岛的公寓，遇到了高野岛的未婚妻
马场路子。马场也是高野岛遗体的第一发现人。他们听说马场的工作是开发某种剧毒药品。因为没人知道的毒药，所以她开发的是“无名毒”。在现有的毒药鉴定体系中，法医只能用已知的毒药进行对比检测，所以没法检出“无名毒”。也就是说高野岛是被害的。当马场被问及高野岛死亡时她是否有不在场证明时，她竟微笑着说她一个人在家，所以没有不在场证明。
