刘媛媛和丁由美长得几乎一模一样，这种近乎“复制粘贴”的相似最初只是同学们茶余饭后的谈资，却在一桩命案出现后，成了所有怀疑的起点。刑警祝青越从监控录像中注意到一个异常：案发当日，刘媛媛曾单独前往法医学院的高慧兰实验室，在那里停留了十五分钟左右便离开。与平日不同的是，她从实验室出来时刻意低头，用手挡住半边脸，仿佛刻意避开摄像头的拍摄，手中还多了一只普通得不能再普通的塑料袋。这段诡异的监控，让本就敏锐的祝青越隐约察觉到，这不是一场简单的意外，而是有人刻意安排、精心伪装的局。与此同时，刑警万国新从银行流水中发现，高慧兰多年来竟一直向刘媛媛家中汇款，只是这些钱都打在登记于刘媛媛母亲名下的存折上，因此在最初调查时被忽略过去。最早的一笔汇款出现在十一年前，时间点正好对上当年高考的季节——那一年，刘媛媛参加高考，而丁由美则参加托福考试，两人的考试几乎在同一时间进行。此外，高慧兰还曾给丁由美托福考场中的另一名同学栾芳打过一笔数额不小的款项，一连串可疑的财务流向，使得“替考”这个极具毁灭性的字眼，逐渐从怀疑变成可能。
在连环证据的压力下，丁由美终于崩溃，认刘媛媛当年确实替她参加过考试，而这一切都是她的母亲高慧兰一手安排。她说得很快，仿佛希望以最快的速度将自己从这段见不得光的过去中抽离出来。随后，高慧兰被传接受询问，她给出了截然相反的说法。她声称，当年自己只是出于医者仁心，免费为刘媛媛的母亲做了一台手术，但刘媛媛却以“替考”一事要挟她，多次拿此威胁她继续提供经济资助。刘媛媛母亲去世后，刘媛媛来到实验室与她理论，情绪激动地指责她害死了母亲，两人发生激烈争吵。在争执中，刘媛据称突然拿起刀要杀她，正巧路过的丁由美听到动静，冲进实验室将刘媛媛拉开。高慧兰描述，当时的刘媛媛情绪彻底失控，先是挥刀，随后又崩溃大哭只得一边安抚一边劝其冷静。等情绪平复了一些后，刘媛媛据说是自己离开了实验室。这个说法表面上逻辑通顺，还带着一点“被威胁者”的受害色彩。当祝青越拿出监控截图，问丁由美画面中的人是谁时，丁由美几乎没有任何犹豫，脱口而出：“是刘媛媛。”这种反应敏捷得近乎过头，更像是早就排练好的台词，而对事实的冷静回忆。
警方在对学校外围监控进行细致排查后发现，从画面上看，刘媛媛似乎的确离开了教学楼，并从校门口走出了校园。但一段监控画质很差，人影模糊一团，无法确认那个人究竟是不是她本人。这成为案件中最关键、也是最吊诡的一处空白：如果那不是刘媛媛，那么她又去了哪里？她是否根本没有走出实验楼？案情讨论会上，性格大胆、推理直接的韩烽抛出了一个惊人的假设：如果当时从大楼里出去、并出现在校门口监控里的那个人，其实是上刘媛媛衣服的丁由美，那么整个时间线就被彻底改写。按照他的推演，对方只需要先假扮刘媛媛，从实验楼走出教学大楼，再从校门走出监控视野，途中找机会处理掉被砍下的头颅，然后绕道从铁丝网翻回校园，从而开校门监控，再重新回到实验楼，就能制造出刘媛媛已经离开学校、失踪在校外的假象。这个设想凶险而缜密，看似能够解释许多盾之处，但却仍有一个致命缺口：凶究竟是如何避开教学楼内部密集的监控，完成这一连串行动的？在没有更多证据之前，这一切仍旧只是大胆推测。
就在调查陷入僵局时，依靠经验和直觉办案的齐哲，在法医学院标本室的大体冰柜柜口缝隙里，有了意外发现。他在那道极其狭窄的夹缝中，发现了一点嵌在边缘的小小纤维和人体组织碎片，这些残留物的来源与冰柜本就存放的大体标本不符，显得格外突兀。齐思哲立即将这两种残留物提取、分装送检。之后的案情碰头会上，他向韩烽和祝青越解释，正常情况下，学校在需要大体本时，通常都是在解剖室进行教学，不会冒险把整具大体随意运来运去，因为那不仅手续繁琐，还极易出事。此外，大体运送时一定会装尸袋里，这种尸袋既能防止泄露气味能遮挡视线，从某种意义上说是最合适的“移动障眼法”。如果有人想在学校里偷偷转移尸体或藏匿重要物证，尸袋就是极其隐蔽的工具。随着高元完成实验分析，检测结果出来后，人都意识到这起案件远比想象的要残酷。
检验报告显示，冰柜缝隙中的纤维来自刘媛媛那件标志性的大衣，而残留的人体组织竟然属于丁由美。这一发现意味着，曾经有人在搬运或接触大体冰柜时身上穿着刘媛媛的大衣，却在过程中留下了属于丁由美的组织——也就是说，丁由美曾穿过刘媛媛的衣服，而且极有可能参与了尸体转移或伪造现场的过程。至此，高慧兰此前“刘媛自己离开实验室”的说法，彻底暴露为谎言。因为如果刘媛媛真的平安走出了实验室，又为何她的大衣纤维会出现在大体冰柜附近？为何之混杂在一起的，会是丁由美的组织？逻链条一旦串联起来，高慧兰“被威胁”“被攻击”“对方自己离开”的陈述就显得虚假而拙劣。警方立即采取下一步行动，一方面依法提取丁由美的血样，以便与现场遗留物进行进一步比；另一方面，齐思哲等人重新勘查高慧兰的实验室。结果令人触目惊心：实验室内多处角落和缝隙都检出大量刘媛媛的血迹，而体冷藏柜中更是发现了丁由美的DNA痕。这些证据像是当头一棒，彻底击碎了所有伪装，高慧兰此时再也无力狡辩，只能承认，案子从头到尾都是她一手策划和操纵。
在正式供述中慧兰慢慢讲起了这段长达十余年的秘密。那是在医院的走廊里，她第一次看见刘媛媛，险些以为自己看到了亲生女儿丁由美——两容貌之相似，让她产生了一个危险却极具惑的念头。那时，丁由美因学习成绩极差，经常遭到父亲的严厉斥责甚至冷暴力，高慧兰夹在中间，既心疼女儿，又害怕丈夫发作，家庭氛围几近崩溃。当她得知媛媛的家庭拮据、母亲病重却无钱医治时，这个念头渐渐变成具体的计划。她主动接近刘媛媛，提出只要对方愿意在关键中帮忙替考，她就可以为其母亲免费做手，甚至在经济上持续给予支援——在一位困于病痛和债务的患者女儿面前，这是几乎无法拒绝的诱惑。就这样，出于对母亲的爱与求生本能，刘媛媛在心理挣扎后，最终上了这条一步错、步步错的道路。替考成功的那一年，丁由美的人生轨迹因此被改写，而所有的污点与风险，则全压在了刘媛媛肩上。
这些年来，高慧兰一心安理得地享受着“为女儿铺路”的既得利益，一边又对刘媛媛产生了真的好感。她知道这个女孩本身聪明努力，本可以凭借自身实力考上医科大学，拥有光明前程和体面的职业，却因为她的安排，把青春和未来卖给了一个秘密交易。但当她得知刘媛媛母亲的病情发，且欠下了更大的外债时，她心中的冷酷一面彻底暴露。她以“现实”“理性”为名，去见了刘媛媛的母亲，态度冷而残忍。她直白地指出，自己是刘媛媛中的“负担”，是个无底洞——如果没有这位病重的母亲，刘媛媛完全可以考上理想的医科大学，走上一条光鲜的道路，而不是为了还债而打工、为治病而放弃一切。她的话刀一样，句句扎在病床上的人心上。在激烈的情绪刺激下，刘媛媛母亲突然病发，虚弱地拽住高慧兰的衣襟，颤抖着指向柜子上的药瓶，希望她替自己拿药续命，高慧兰在理智和冷酷的驱使下，做出了不可挽回的决定——她将那瓶药扔在一旁，眼睁睁看着床上的病人一点一点呼吸微弱，直到彻底失去声息。这不仅是见死不，更是带着明确主观恶意的“放任死亡”，是她心中早已成形的“解套方式”。
不之后，刘媛媛来到学校，带着悲痛与疑虑找上高慧兰，她隐约感到母亲的死并不单纯。争执中，她从兜里拿出一颗纽扣，那是她在整理母亲遗物时发现的，从母亲紧攥着不放的手里取出。那颗纽扣上还带着一点早已干涸的血迹，款式和材质都与高慧兰外套上的纽扣完全一致。慧兰一眼认出，那确实是自己的衣服扣子在医院那天被刘媛媛母亲死死抓住时，衣扣曾被扯落。那一刻，她彻底慌了，所有刻意遗忘和压抑的罪恶回忆瞬间涌上心头。她试图狡辩，试图推脱刘媛媛的目光已经从单纯的悲伤变成了愤怒与绝望。情绪爆发的刘媛媛在实验室中歇斯底里地质问，甚至失控地愤怒转移到丁由美身上，斥责她站被自己抢走的人生之上，还沉溺于安逸和逃避。局面在一瞬间彻底失控，刘媛媛拿起实验室中的刀，带着疯狂和绝望刺向丁由美。电光火石之间，高慧兰在巨大的惧驱使下，顺手抄起身边的铁锤，朝刘媛媛的头狠狠砸下去。这一击不仅结束了刘媛媛的性命，也彻底终结了她们之间关于“人情”“救命”“补偿”的虚伪联系。下来，为了掩饰真相，高慧兰冷静下来，命令惊魂未定的丁由美穿上刘媛媛的衣服，制造出“刘媛媛活着离开”的假象，并利用学院的大体尸袋和冷藏柜掩盖尸体转的痕迹。
然而，再精心的计划，也敌不过科学和细节。那颗纽扣上，除了刘媛媛母亲的指纹，还清晰地留着刘媛和高慧兰三个人的纹路，时间顺序乎完整记录了这场悲剧的前因后果。面对确凿的证据链，祝青越在审讯室里冷静地告诉丁由美，高慧兰已经彻底交代所有事实，并承认亲手杀害了刘媛媛。听到母罪行被确认的一刻，丁由美的情绪瞬间崩塌，她哭着问祝青越，母亲接下来会怎样。祝青越没有粉饰太平，他直言，高慧兰将移交司法机关，以故意杀人罪被提起公。丁由美呆呆地坐在椅子上，几乎无法接受这个现实，一遍遍自责说“都是我的错”，仿佛想用这种方式冲淡自己参与伪装和包庇的责任。祝青越则严肃地告知，她在本案中包庇罪，但法院在量刑时会综合考量她所受的控制、心理状态以及配合调查的态度。说完这些，他起身离开了审讯室。而他关上门之后，原本泣不成声的丁由美，哭声逐渐变成了压抑不住的笑声——那种笑，不是轻松，而像是所有负罪感、恐惧和崩溃混杂在一起后产生的扭曲反。至此，替考、放任死亡、蓄意杀人、伪造现场、亲情与道德全部交缠的真相终于浮出水面，却也在每一个相关的人心里，了无法愈合的裂缝。