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《神探伽利略》第一季女主角内海薰（柴崎幸）以衍生剧主演回归。此次SP讲述的是第二季开播7个月前发生的一起误捕案。年过30的内海渐渐感到在男尊女卑的警界中无法立足，上司又劝她去美国俄克拉何马州进修，不知不觉间被逼上了人生的岔路口。而正当此时，内海逮捕了一名被长野县警通缉的杀人犯上念研一（中山裕介），但在审问过程中认了罪的上念，却在被移送县警的途中主张自己含冤，痛斥警方的逼供误捕行为。为了找回作为警察的自信，内海留在长野县开始追查案件真相。但搜查过程中，9年前的一起误捕案浮出水面，而被害人已故的父亲又似乎与这一系列案件有关。面对着多起案件的重重谜团，内海将如何一步步攻破，为最后的案件划上完美句点？