東京・新宿の空き地で、若い女性の遺体が見つかった。高級ブランド品を身に着け、いかにも外出中といった感じだったが、スマートフォンやバッグなど身元を示す所持品は持ち去られていた。
臨場した新宿西署刑事・牛尾正直（片岡鶴太郎）は、被害者のコートの襟に白い綿のようなものが付着しているのに気づく。調べると、それは10月から12月にかけて北海道、東北、信州を中心に空中を舞う「トドノネオオワタムシ」という昆虫だった。司法解剖の結果、被害者が妊娠４カ月だったことも分かった。
被害者は長野県諏訪市に住む根岸いずみ（黒川芽以）と判明した。手がかりを求めて諏訪を訪れた牛尾の聞き込みで、いずみが老舗料亭「布半」社長・泉田耀造（宮川一朗太）の愛人だったことが分かった。泉田は妻・栄子（森口瑤子）と本社のある東京で暮らしているが、時おり本店のある諏訪を訪れ、いずみと密会していたのだ。
３人の女がいた老舗料亭社長は脳梗塞で急死する
牛尾らは泉田に事情を聴こうとしたが、泉田は数日前から海外出張中で留守だった。泉田が帰国した翌朝、牛尾が泉田家に赴くと、なんと泉田はその直前に脳梗塞を起こして死亡してしまった。栄子が庭掃除に出た間に、泉田はリビングで倒れ、息絶えていたという。栄子は自ら牛尾に、泉田から愛人のいずみの存在と彼女の妊娠を知らされ、「後継ぎがほしいから離婚してくれ」と頼まれたと明かす。そして、事件当夜は、以前に夫が入院した際に知り合った看護師・島村昌子（宮本真希）と一緒にいたと自分のアリバイを証言した。
夫とその愛人が相次いで死亡した栄子が有力容疑者に浮かんだものの、その周辺を調べても事件解明につながる手がかりは得られない。そんな折、牛尾は栄子が以前にふと漏らした言葉から「泉田にはもう一人、別の女がいた」と直感する。
完全犯罪成立かと思われる中、事態打開のカギとなったのは、いずみのコートに付着していたトドノネオオワタムシだった。この虫はヤチダモの幹で越冬し、初夏になるとトドマツに寄生する。秋には綿状の白い物質を分泌し、今度はトドマツからまたヤチダモに移動する。その際に白い綿を背負って空中を漂う姿が雪のように見えることから「雪螢」と呼ばれている。
この虫は一体いつ、どこでいずみのコートに付着したのか？ ヤチダモとトドマツの生育分布から、ある事実が浮かび上がった。不妊症の正妻、妊娠した愛人、そして第３の女......牛尾の執念の捜査で、３人の女たちの悲しい過去が暴かれたとき、完璧だった犯行にほころびが見え始める。（2020年１月９日夜８時放送）
寒山