雖然總一郎賭上性命演了一場戲，但L仍不能百分百確信月不是基拉。為了說服L，月也作為對策室的一員參與搜查行動。模木報告說，新出現的基拉很可能與日本有代表性的企業四葉草集團有關聯，月聽了以后，為了證明自己的清白，向L發誓要盡全力抓住基拉。

雖然彼此心存芥蒂，但是在搜查過程中，月與L結下了奇特的友情。這時，借著參加四葉草集團廣告代言甄選的機會，海砂、松田和月潛入了四葉草本部。另一方面，害怕警方察覺基拉的行動尾尾井等四葉草集團的干部們聘請了號稱能力僅次于L的偵探Babel進行調查。

在甄選現場，海砂在Babel逼的追問下，吐露了基拉對策室的內情。“第三個基拉”與月、L的頭腦戰漸漸白熱化，L告訴總一郎等人了Babel的真實身份就是尼亞。L設下引蛇出洞之計，“第三個基拉”果然露出了馬腳。“第三個基拉”被捕，L從他的提包中拿出死亡筆記。

在接觸到筆記的一瞬間L看到了死神雷姆，大驚之下將筆記掉落在地。撿起筆記立刻恢復了記憶的月當場殺死“第三個基拉”，重新取得筆記的所有權。

被作為“第三個基拉”逮捕的火口突然死亡。在火口帶著的黑色死亡筆記上寫著“這個筆記上寫下姓名的人，如果在十三天以內不寫下下一個名字就會死掉”，根據這一規則，L宣布月和海砂是清白的。

得到L完全信任的月作為L的友人加入了基拉事件調查。在失去基拉的記憶前，對筆記做出種種安排的月讓海砂去取出埋在森林里的紅色筆記，以便讓她再次利用“死神之眼”查到L的真實姓名，但是就在海砂接觸筆記本前被人襲擊，筆記本也被搶走。

襲擊海砂的油多川的幕后主使是海砂認識的檢察官魅上照。魅上照從筆記本里夾著的信中得到了海砂與基拉的關系，開始代替基拉制裁罪犯。新的基拉事件發生本來更加證明了月的清白，而L卻加深了對月的懷疑。為助L一臂之力，尼亞查找從海砂手中奪走筆記的犯人。

尼亞雖然從油多川得到了從海砂處搶筆記被搶的口供，但在說出幕后主使者的姓名前，油多川死于心臟麻痹。這時，與魅上照取得聯絡的月，著手進行新的除掉L的計劃。魅上照按計劃來到基拉對策室要求收繳火口一案的物證，實則是要利用“死神之眼”查明L的真實姓名。另一方面，L也賭上自己的性命向基拉發出直接對決的挑戰。

借助魅上照的“死神之眼”，月終于將L的本名L.Lawliet寫在筆記上。然而，早有防備的L對筆記做了手腳，真的死亡筆記已交給總一郎保管，月拿到的不過是渡制作的贗品。終于確認月就是基拉的L敦促月自首。與此同時，總一郎等人也趕到現場，突然事態發生重大變化，L被害。

月確信這次是贏了L，決定盡早取回筆記，遂以為好友L報仇為名繼續留在基拉對策室。但是，在L墓前，渡向基拉對策室的成員展示了L生前錄好的視頻，L指定尼亞成為他的繼承人，而且叮囑她和基拉對策室的成員一定不能讓基拉奪回筆記。尼亞來到對策室，很快推理出殺死L的兇手就在那日來基拉對策室收繳火口一案證據的檢察官中，讓眾人刮目相看。

另一方面，她卻對總一郎的兒子、L的生前唯一的朋友夜神月缺乏警惕，這讓月不禁洋洋得意。月讓海砂恢復了關于筆記的記憶，從此以后，月、海砂與魅上照三人聯手鏟除罪犯。基拉肅清罪犯的勢頭越來越猛烈，并漸漸成為得到人們壓倒性支持的人物。為了早日實現沒有犯罪者的世界，月再三試探父親，想奪回黑色死亡筆記。這時，夜神妝裕被綁架了。

總一郎接到綁架者打來的電話，犯人要求用死亡筆記做交換。尼亞斷定是基拉綁架了妝裕，月則決定利用這個機會奪回死亡筆記。

通過侵入監控攝像頭系統，尼亞在錄象中找出了綁架妝裕的犯人——基拉對策室成員日村章子。月與總一郎去救妝裕，與此同時，尼亞也開始了自己的行動。