屏幕前，正在发表演说的L的替身突然当众死亡。就在夜神月以为自己赢得了胜利之时，电视上却突然出现了L的标志，L用一名死刑犯的姓名判断出了夜神月位于日本关东地区。并且向夜神月发起了挑战。
站在一旁的死神琉克亲眼目睹了这一幕，感到有趣的他决定保持中立，想亲眼看看基拉和L之间的对决。
第二天，夜神月的女友专程跑来和他讨论基拉的事情，两人却因为观点不同而不欢而散。
L聪明的用大数定理统计死者的死亡时间，并且根据空白的时间范围推算出基拉的身份应该是大学生。再次缩小了基拉的身份范围。在忙碌了一天之后，身为警视厅负责此案最高负责人的夜神总一郎回到了家中，而夜神月则接机向他打听基拉的事情，最终父亲的原则性让父子不欢而散。而夜神月在渗透进警视厅的资料库时，发现了L察觉到基拉是大学生的身份，赌气之下，他便一口气杀死了24名囚犯。
不过，夜神月的行为却也给自己带来了新的麻烦。L怀疑基拉是警视厅的内部人员，便派出人四处跟踪，很快，夜神月便发现自己被跟踪了。
深夜，夜神月和死神琉克讨论着死神之眼的事情。迫切的想要得到死神之眼的夜神月请求琉克得到这个能力，不过却被要求要拿一半的寿命来换。无奈之下，夜神月只能打消了这个念头……
随着L的调查逐渐深入，夜神月也终于引起了L的怀疑，当月发现自己被跟踪了之后，他便利用跟踪自己的FBI施展报复手段，一口气杀死了数名前来调查自己的FBI探员，经此一役，大部分的调查组成员都退出了小组，只留下六个人继续调查，而L为了取得大家的信任，也不得不先生。
聪明的L认定夜神月就是基拉。他派人悄悄地给夜神月的房间装满了摄像头。而与此同时，被月杀死的FBI探员雷的未婚妻也找到了月。在面对如此危急的情形之下，一个有些残忍的计划开始逐渐浮现在月的脑海里。
最终，夜神月利用死亡笔记的规则，杀死了怀疑自己的雷的未婚妻和自己的女友秋野诗织，消除了L的疑心。并且以此为借口要求加入调查组。而影片的最后，偶像明星弥海砂被一个变态尾随，随着变态捂着胸口倒在了地上，一本新的死亡笔记掉落在了地面，影片到此结束。
……
当影院里再度亮起来之后，全场顿时传来了一阵热烈的掌声。尤其是电影中那种步步紧逼的紧张感，直到影片结束的那一刻依旧让人念念不忘。