《刑事ZERO》讲述京都府警搜查一课的精英刑警时矢历彦（泽村一树饰）在追捕犯人时遭遇事故，醒来后失去了过去20年的记忆，包括所有刑警经验。虽然日常生活能力尚存，但他变得敏感自卑，唯独保留了敏锐的五感和对罪恶的本能憎恶。新人女警佐相智佳（泷本美织饰）曾仰慕失忆前干练的时矢，如今成为他的"活体说明书"，通过复述他过去的办案记录帮助破案。这对反差巨大的搭档——经验为零却天赋异禀的老刑警与热血认真的后辈——在京都古朴街巷中，以非常规方式破解悬案。时矢逐渐发现失忆可能与某个被掩盖的警界秘密有关，而他对前妻（财前直见饰）消失的记忆也暗藏关键线索。全剧以单元案件推进主线，在京都风情画卷中展开关于记忆与正义的追查。