故事的舞台在现代的意大利,政府机关“社会福祉公社”表面上是收容重伤残障的少女、给予医治和职业训练的福利机构,实际上却是对收容的少女进行义体改造,并投入药物洗脑,使她们成为对抗恐怖份子的尖兵。每位少女都搭配有一位辅佐官,这种组合被称为“fratello”,是意大利语中“兄妹”之意。少女们对辅佐官都具有(制约造成的)混合了爱情及亲情的绝对忠诚。与社会福址公社敌对的是被称为“五共和国派”的恐怖组织。该组织的政治诉求是响应以意大利北部为据点的“北部同盟”(Lega Nord)党首Umberto Bossi所提倡的,意大利北部8省与中部3省应该自意大利共和国分离独立的主张,并依此实行武装抗争运动(但在现实中的意大利并无此组织,真实存在的北部同盟也不支持恐怖活动)。。东京都内发生了三起杀人事件。警方从所有案发现场都遗留有的无法解释的数列推断出这是一系列带有预告信息的连环杀人案,并就此展开了侦查。警视厅搜查一课的精英刑警新田浩介破译出该数字预示着下一次作案的场所,他由此推测东京柯尔特西亚酒店将会成为第4起命案现场。然而凶手是谁却毫无线索。警方因此决定潜入东京柯尔特西亚进行调查,新田则要扮作前台人员追查凶手。受命指导他的是东京柯尔特西亚的优秀前台员工山岸尚美。
面对接连出现的来历不明的住客,作为刑警的新田“以逮捕犯人为第一要务”,试图剥下来客的“假面”,而作为酒店工作人员的尚美则从“以确保客人的安全为第一要务”的原则出发,希望保护来客的“假面”,两人势如水火。新田和尚美因为彼此的立场差异数次发生冲突,然而随着潜伏调查的推进,他们逐渐理解了彼此作为专业人士的价值观,两人之间开始萌生出不可思议的信赖关系。
在这个过程中,案情迅速发展。警方和酒店都被逼入窘境无路可退。。坐落于五岛列岛福江岛上的五岛中学,由于合唱团指导老师松原晴子(木村文乃 饰)待产休假,她便委托好友柏木由里(新垣结衣 饰)代课一学期。柏木美艳冷漠,学生们对她既好奇又忌惮,虽然听说她曾是某交响乐团的钢琴家,可是却因某种原因而辞职回家,并且决然不愿指导学生们练习。女神般的老师从天而降,吸引一帮原来对何尝没有任何兴趣的男孩加入这个清一色的女生团体中来。而女孩子们与男孩争吵不断,她们也对柏木老师的不闻不问颇有微词。一年一度的NHK全国学校音乐比赛即将召开,合唱团积极练习指定曲目《信~敬启 致十五岁的你~》。在此期间,柏木老师深藏心底的秘密逐渐浮出水面,而孩子们也在音乐的熏陶中找到人生的方向……
本片根据作家中田永一(乙一)的同名小说改编(又译《再会吧,青春小鸟》)。。