第1話「失われた約束」/Dead Letters Office（遺失郵便課）は、配達不能となった手紙や小包を調査して再配達するのが業務である。郵便物を愛好する昔気質の紳士オリバー、記憶力の優れたリタ、考察力にたけたノーマンのチームに、人事の手違いでシェーンが配属されてきた。希望の部署へ移れるまでの我慢とわりきっていたシェーンだったが、ある恋人たちの手紙をきっかけに、メンバーとの絆を深めていく。

第2話「運命の人/絆のカンバス」/新しい上司のコーラが導入した厳格な方針のもと、郵便局員のオリバー、シェーン、リタ、ノーマンは、古いラブレターの調査を始めた。差し出し人は牧場を経営する青年サム。幼なじみのマリーを思い続けていた彼は、数年ぶりに再会したマリーに婚約者がいると知り深く傷つく。“次の土曜日”に挙式を控えた彼女を一度は突き放したものの、サムは手紙の中で自分の本当の気持ちを綴っていた。

第3話「心からの贈り物」/ノーマンは、200年前のバレンタイン・カードを偶然手に入れる。そこには歴史を変えるかもしれない真実が記されていた。一方、オリバーとシェーンが調査中の手紙にも、ひとりの人生を大きく変えかねない出来事が…。オリバー率いるDLO（遺失郵便課）の郵便局員たちは、二つの手紙の謎にひきつけられていく。4人それぞれの愛の行方にも、思いがけない波乱が待ち受けていた。

第4話「家族の宝」/DLO（遺失郵便課）の４人が発見したアンティークの花瓶は、18年前、３人の少女が自分たちの農場を守るために売ろうとしたものだった。花瓶の出所を追ううちにある疑惑が浮かび上がる。財政難に直面したケルザー家の農場に対し、オリバーたちはつらい決断を迫られるが…。

第5話「受け継がれる物語」/ノーマンとリタの結婚式まで残すところ1週間。そんな中、シェーンは、手がかり不明でオークションにかけられる寸前だった未配達の小包を回収する。小包の中身はレースのウェディングドレスで、それを気に入ったシェーンはこっそり買い取ろうとしたのだ。ところがドレスの試着中、シェーンはポケットの中に手紙が隠されているのを発見する。

第6話「未来への手紙」/ダンスコンテスト出場をオリバーにドタキャンされたシェーン。苛立ちを隠せず、DLO（遺失郵便課）には不穏な空気が…。そんな中、亡くなった女性の悲痛な願いが込められた手紙と遺灰が４人の元に届けられる。オリバー、シェーン、ノーマン、リタの4人は女性の娘二人と対面するが、姉妹の間には長年の深いわだかまりがあった。女性は手紙の中で、愛娘たちに謎めいた「宝探し」を託していた。/※「郵便探偵 ロストレターズ・ミステリー」のエピソード順は、オリジナルのエピソード順と異なります。

第7話「再生のとき」/シェーンの親友ベッキーが、ワシントンの本局から出張にやってきた。シェーンが大喜びでガールズトークに花を咲かせる一方、オリバーは持ち主不明のCD-Rの調査にとりかかる。デモテープらしきそのCDには、男性シンガーによるラブゾングが録音されていた。バックコーラスの女性の声を手がかりに、4人は歌を吹き込んだ青年を探し始める。青年ビリーは無名のシンガーソングライターで、デビューの夢をつかむ直前であったらしく…。/※「郵便探偵 ロストレターズ・ミステリー」のエピソード順は、オリジナルのエピソード順と異なります。

第8話「愛が生まれた日」/DLO（遺失郵便課）に舞い込んだ古びたパズルボックス。中から現れたのは、銀行のものらしき金庫のカギだった。銀行に出向いたオリバーとシェーンは、ひょんなことから地下の金庫室に閉じ込められてしまう。金庫の中身は、一組の男女が文通したと思われるおびただしい手紙の束だった…。手紙の主ジョナサンとキャサリンが出会い愛を育んでいく様子を読みながら、シェーンとオリバーはそれぞれの思いを巡らせる。/※「郵便探偵 ロストレターズ・ミステリー」のエピソード順は、オリジナルのエピソード順と異なります。

第9話「クリスマスの奇跡」/クリスマス・イブの夕方、DLO（遺失郵便課）の4人の郵便探偵は大仕事を終え、ようやく一息ついたところだ。宛先不明の郵便物と格闘する業務に加え、子供たちからサンタへの大量の手紙に対応し終えたのだ。2万ものプレゼント手配から解放されて大喜びの4人の元に、「神様へ」と書かれた緊急の手紙が舞い込む。手紙の主は病気の母親をもつ少女ハンナで、キリスト生誕劇に出演する自分の晴れ姿を母親に見てほしがっていた。/※「郵便探偵 ロストレターズ・ミステリー」のエピソード順は、オリジナルのエピソード順と異なります。

第10話「君がいる世界」/PTSDに苦しむ元兵士の悲痛な思いが込められた手紙が、郵便局員たちのもとに届く。「配達される時を、手紙がみずから選ぶ」というオリバーの理論は証明されるのか？手がかりを追うため、ニューメキシコを目指すノーマンとリタ。一方、オリバーと父親のジョーは親子の絆を深める旅に出るが…。/※「郵便探偵 ロストレターズ・ミステリー」のエピソード順は、オリジナルのエピソード順と異なります。

９歳のオーウェンが祖母に宛てた手紙が住所の不備でDLO（遺失郵便課）に運ばれてきた。宛名はおばあちゃん。オリバーたちは手紙が郊外にある老人ホームの誰かに宛てたものだと推測し、ホームを訪ねる。条件が合うヴィヴィアンに宛てたものだと思われたのだが、彼女は頑なに否定する。ヴィヴィアンは、犯罪の目撃者で裁判での証言を控えている孫を守ろうとしていた。そのことを知った犯罪者グループはヴィヴィアンと孫を狙う。

レストランで食事をしていたケイトリンは、店主のジョーイと恋に落ち、結婚をする。しかし、ある出来事でジョーイは離婚を決意し、離婚届を郵送した。ところが宛先不明で配達できず、DLO（遺失郵便課）に届けられていた。その間に二人の仲も修復されるのだが、２年たってケイトリンの手に渡ってしまう。シェーンは、オリバーが別居中の妻ホリーに宛てた手紙を見つけるが、ひょんなことからパリに住むホリーのもとに配達され…。