12年前の同じ日に父を亡くしたドウォンとソギョンは、それぞれ刑事と検事になっていた。ドウォンは、5年前に廃駅になったムギョン駅の線路で4体の白骨遺体を発見。すべての遺体には鈍器による頭蓋骨骨折の痕があり、その手口を知ったソギョンは、12年前に自分の父が犠牲となった殺人事件と同一犯の可能性を疑う。

ドウォンは、白骨遺体にソギョンの継母の連れ子、イ・ソンウクが関係していることを突き止める。過去の事故で頭に障害が残るソンウクからは有力な手掛かりを引き出せないが、ドウォンはソンウクが口走っていたいくつかの言葉を頼りに、事件には5人目の被害者がいると推測。ドウォンとソギョンはムギョン駅に向かう。

ソギョンは12年前に父を殺したのがソンウクだと思い込み、ソンウクを追い詰める。ところがドウォンは、事件の真犯人は自分の父だったと打ち明ける。混乱するソギョンは、さらに課長のオ・ミスクまでもがその事実を隠していたことに衝撃を受ける。ミスクは、すべては当時継母と義兄から虐げられていたソギョンを守るためだったと告げる。

ソンウクが逮捕されるが、ソンウクの母チョ・ヨンランは息子の無実を訴え、遺体に残された犯人のDNAもソンウクのものではなかった。ソギョンは白骨遺体の遺品のアクセサリーが12年前の事件で自宅から盗まれたものと知り、父を殺した真犯人はドウォンの父ではなく別にいると確信。一方、ドウォンの前に5人目の遺体と同一人物が現れ……。

ムギョン駅に向かったソギョンが何者かに殺害され、その現場には6人目の死体も遺棄されていた。証拠品に残された右手の指紋から麻薬ブローカーだったイ・ジンソンが浮かぶが、イには右手の指が2本なかった。ドウォンはソギョンが残したメッセージを聞き、ソギョンの父が殺された事件と一連の殺人事件は同一犯によるものだと知る。

ミスクはドウォンが常習的に薬を服用していることや、捜査方法が度を越していることを問題視し、停職を言い渡す。ソギョンの死を受け入れられないドウォンは絶望のなかムギョン駅へ行き自ら命を断とうとするが、そこへ走るはずのない列車が向かってくる。ドウォンはその列車にソギョンが乗っているのを目撃し、思わず列車に飛び乗る。

警官に追われて逃げるドウォンは、死んだはずのソギョンに銃を向けられ、殺人容疑で拘束された。自分が住む世界と全く同じもう一つの世界にいるのだと気づいたドウォン。もう一つの世界ではソギョンもドウォンも刑事だったが、ドウォンは汚職と麻薬に手を染めていて、ソギョンはドウォンを、父を殺した犯人の息子として憎んでいた。

もう一つの世界で殺されたイ・ジンソンの行動をたどるドウォンは、ジンソンが6人目の被害者の死体を目撃したことが原因で殺され、もう1人の自分はそれを追っていたと推測。必ず自らの手で真犯人を捕まえると誓う。もう一つの世界のドウォンの部下、ジェヒョクとジュニョンは、いつもと様子の違うドウォンに戸惑いを覚えていた。

どちらの世界でも12年前に同じ事件が起きていたが、ドウォンは自分の異なる選択によって、それぞれの世界の自分の運命が変わったのだと理解する。車両庫で自分が乗ってきた列車について調べていたドウォンは、もう1人の自分が同じ列車に乗っていて、互いの世界が入れ替わったと気づく。そこへ真犯人からの電話がかかってきて……。

ドウォンに恨みを抱くもう一つの世界のソギョンは、ドウォンの悪事を暴くためムギョン署に異動してくる。自分に冷たい刑事のソギョンだが、ドウォンは死んだソギョンへの思いから、思わず彼女を抱きしめる。ドウォンらが捜査を始めた失踪者は、元の世界で遺体で発見された6人目の被害者だった。容疑のかかった男を追うが……。

ドウォンは、容疑者として追っていた男が元の世界で部下のキム・ジヌだったことに衝撃を受ける。ジヌはかつて自分に冤罪をかけたドウォンを激しく恨んでいた。一方、ドウォンと入れ替わったもう一つの世界の汚職刑事ドウォンは、状況を把握し、自分がいた世界へ戻るためにムギョン駅へ。しかし、いつまでたっても変化は起こらない。

ソギョンのリストカットの痕が気になるドウォン。もう一つの世界では、自分の父が原因でソギョンが苦しんできたことに胸を痛める。ドウォンは被害者失踪の日に近所で見知らぬ車を見たというジヌの証言をもとに、あらためて現場を調べに行く。そんななか、留置場にいたジヌが脱走。ドウォンらは、ジヌのターゲットは別にあると気づく。