雷的猝死讓夜神月感到還有第二個“基拉”存在。而夜神月設計將FBI的調查員全部殺死也沒能打消L對他的懷疑。

為了查明基拉的真身而不擇手段的L，在雷最后負責監視的夜神家和鄉田家的住宅里裝了大量的攝像頭，試圖“目擊”基拉殺人的瞬間。L的做法招致模木等人的反對，但是為了證明家人的清白，總一郎同意L安裝攝像頭。

察覺到L的行動的月十分不安，決心找出反擊L的圈套的方法。他嘗試利用琉克發現的監視死角繼續殺人。激烈攻防戰的結果是，L沒能找到月就是基拉的決定性證，他索性以自己的真實姓名為誘餌，向月直接提出挑戰。

而得到死神之眼后發現月就是基拉的海砂采取了出人意料的行動，不斷殺死沒有被媒體曝光過的罪犯，并向警方與媒體發出威脅信。

發現拯救自己的基拉就是夜神月后，海砂懷著對基拉的愛開始采取各種魯莽的行動。得知她為了基拉不惜以一半生命換取死神之眼后，月有意讓海砂利用死神之眼殺死L。

雖然他因為把海砂卷進這場兇險的對決而感到難過，但還是開始謀劃如何讓海砂看到L的樣子。另一方面，L看出來威脅信的發出者不是基拉而是另有其人，并決定將“第二個基拉”作為目標。L把月叫到基拉對策室，并叮囑總一郎不要告訴月關于第二個基拉的事。為了洗清自己的嫌疑而接受L挑戰的月與L的直接對決的第二回合開始了。

在基拉對策室，L讓月看挑戰書來試探他。月的回答沒有破綻，L嘴上說月的嫌疑99%洗清了，卻要月協助抓第二個基拉。月揣測著L的意圖。月和海砂約定即使被抓也決不能泄露對方的身份和死亡筆記的存在，海砂對他言聽計從。而魅上照、總一郎先后注意到海砂與基拉的之間聯系。

就在這時，從別墅逃走的尼亞來到東京。海砂演唱會現場外，L與月碰面，L聲稱如果他近期去世，那么月就是基拉。月打電話告訴海砂會場中穿白衣的人就是L。然而，大幕打開時，海砂卻不在舞臺上。當聽L說海砂已被捕時，月大驚失色。

海砂被L以“第二基拉”的嫌疑拘禁起來。經受不住L拷問的海砂只求一死。雷姆讓海砂放棄筆記從而抹掉她對基拉的記憶。

另一方面，月給妹妹留下字條說去旅行，離開家來到基拉對策室。月向L提議，為了洗清嫌疑，他可以24小時接受L的監視。認為這是基拉的圈套而打算反利用的L讓總一郎離開現場，然后把月關了起來。幾天后，雷姆開始按月的計劃采取行動。

又有罪犯因心臟麻痹而死，模木等人開始獨立調查，他們從L的郵箱發來的郵中得到了與四葉草集團有關的人物被基拉連續殺害的情報，而L卻并不知道郵件的事。堅信自己如果真的渴求一個沒有罪犯的世界就一定能拿回死亡筆記的月放棄筆記所有權，以全新的面目與L對峙。

面對突然變得判若兩人的月，L仍不能證明他到底是不是基拉。夜神總一郎將月帶到某處，持槍逼問月是否是基拉。這是L設下的圈套，只要總一郎活著，就能證明月和海砂的清白。總一郎向兒子道歉，失去記憶的月說自己憎恨給父親帶來痛苦的基拉，父子相擁而泣。與此同時，檢察官魅上照注意到海砂宣布暫別娛樂圈與基拉失蹤是同一時間。