朝顔（上野樹里）は、平（時任三郎）、娘のつぐみ（加藤柚凪）とともに、祖父・浩之（柄本明）の葬儀に出席する。

一方、桑原（風間俊介）は、管理官の五十嵐（松角洋平）から、『三田村一家殺人事件』の捜査に関して、平の同期でもある糀谷（肥後克広）と組むよう指示される。

そんな折、朝顔の元に検視官の伊東純（三宅弘城）から、裏路地で女性の遺体が発見されたという連絡が入る。葬儀が落ち着いたところで遺体の発見現場へと向かう朝顔。遺体で発見された女性は、現場の目の前のマンションに住んでおり、マンションの屋上には遺書と女性の靴があったことから、飛び降り自殺ではないかと見られていた。だが朝顔は、マンションの反対側には開けた駐車場があるにも関わらず、なぜわざわざ狭く入り組んだ裏路地の方へ向かって飛び降りたのか不審を抱く。

遺体は興雲大学法医学教室に運ばれ、認定医の資格を取った光子（志田未来）の執刀により解剖が行われる。

同じころ、野毛山署には意外な人物が現れる。

💐出演情報解禁💐

3/22月曜夜9時〜の最終回に#佃典彦 さんのご出演が
決定しました🎊✨

最終回では凄惨な通り魔事件が発生…
佃さんは事件の被害者の父親役を演じられます❗️#監察医朝顔 はいよいよクライマックスへ❗️
今夜9時からの18話もお見逃しなく🙏#朝顔#上野樹里#時任三郎#フジテレビ pic.twitter.com/ef5t1B4DLo

— 【公式】フジ月9「監察医朝顔」3/22夜9時最終回放送！【月9史上初！2クール】 (@asagao2_2020) March 14, 2021

朝顔（上野樹里）は、娘のつぐみ（加藤柚凪）を手伝って、バレンタインデー用のチョコクッキーを焼く。保育園の男の子に渡したいらしい。それを知った桑原（風間俊介）は、まだ早すぎると怒り、平（時任三郎）を呆れさせる。テレビからは、震災以降、月命日のたびに捜索活動を行ってきた宮城県警と地元消防団の活動を紹介するニュースが流れていた。

そんな折、興雲大学法医学教室に生後8ヵ月の女児の解剖依頼が入る。母親の田崎直子（岡崎紗絵）によれば、食事の支度で目を離したわずかの間に意識がなくなっており、すぐに救急搬送したが間に合わなかったのだという。

朝顔たちによる解剖の結果、死因は気管にプラスチック製のおもちゃが詰まったことによる窒息死と判明する。野毛山署強行犯係の忍（ともさかりえ）や岡島（斉藤陽一郎）は、虐待の可能性はないのかと朝顔に尋ねた。直子はシングルマザーで、生活も楽ではなかったらしいが、いずれにせよ子どもが亡くなった場合は虐待の可能性を考慮しないわけにはいかないという。そして忍たちは、直子のようすがどこかおかしいと感じていた。朝顔や光子（志田未来）たちも、娘の死を悲しんでいるように見えない直子に困惑し・・・。