前一集故事说到夜神月(藤原龙也)设计杀掉自己的女友和跟踪自己FBI探员,借此得以混进搜查本部和L（松山健一）一起调查基拉事件，但同时也让L对他产生了怀疑。而第二本死亡笔记的降临则拉开后篇的序幕，月和L之间脑力的对决也迎来了新的局面......与死神琉克性格完全相反的死神雷姆把第二本死亡笔记扔下了人间，得到它的是一直视基拉为偶像的弥海砂（户田惠梨香）。成为了第二基拉的她更不惜以自己一半的寿命为代价换取了其他基拉都没有的“死神之眼”，并向第一基拉夜神月提供协助——条件是月必须做她的男朋友。于是，弥海砂这双能够看穿对方真实姓名的“死神之眼”成为了追踪L的最强武器。她和月查明了L的真实身份后决定采取先发制人的策略，以嫌疑基拉的罪名把L关进了基拉对策室。同时，月主动地提出了也把自己关进对策室，在那里两人展开了正面的交锋。另一方面，在凭借报道基拉事件而收视率猛涨的樱花电视台也发生了意想不到的事件。主播高田清美（片濑那奈）在追踪基拉的阴暗的地道里发现了令人震惊的事实，随即第三名基拉出现了......新的笔记规则逐渐明朗，天才们的计算确也都在疯狂的想象之外展开。但是，所有的事情都已经被看破了吗？到底，谁将成为最后一个名字被写在死亡笔记上的人呢？