该片的故事是在2006年电影版《死亡笔记》基拉与L去世后的十年，6本死亡笔记散落人间为线索展开。追查死亡笔记的主人公三岛创（东出昌大饰），与希望禁止死亡笔记和追查死亡笔记的侦探竜崎（池松壮亮饰），以及希望掌控所有死亡笔记并想"基拉"复活的疯狂天才紫苑优辉（菅田将晖饰），构成了铁三角，一场终极争夺战就此拉开，即将替死神揭开序幕。
平凡的大学生夜神月（洼田正孝饰）跟在警视厅搜查一课上班的父亲夜神总一郎以及妹妹妆裕共同生活。某天，他捡到死神丢落在人间的笔记本，名字被写在这个本子上的人就会真的死去。开始，夜神月只是当成玩笑，把威胁好友鸭田的佐古田的名字写了上去，但是佐古田真的死掉了。佐古田的死让很多人感到高兴，而月也产生了一种奇妙的感觉。之后，月使用笔记的力量不断杀死罪犯，引起了国际刑警组织的注意，国际刑警组织邀请神秘的名侦探L（山崎贤人饰）来到日本，同夜神总一郎等人共同展开调查。从此，夜神月与L展开了生死对决。
