个名叫琉克的死神把一本“死亡笔记本”遗落在了人间，被就读于名牌大学东应大学的尖子生夜神月（藤原龙也饰）所拾得。月，这位被寄予厚望、将来能成为警视总监的天才，却暗暗感到所谓法律的正义是有界限的。就在这时，这本黑色封面的笔记本在月面前出现，上面有这样一句话：名字被写在笔记本上的人都会死。尽管月起初并不相信，但还是随手写上了从电视上看到的诱拐杀人犯的名字，第二天就得知该犯人在狱中突然身亡。至此，月相信了死亡笔记的能力，并决定利用自己的双手制裁犯罪者，构筑理想中的世界。
逃亡中的恶性事件罪犯、凭借权力逃脱罪名的当权者，一切应该受罚却逃脱了的人相继神秘地死去。国际刑警组织为调查这一连串的事件，将一个天才派往日本警察厅，他就是拥有超群情报收集能力以及神秘的推理能力、解开了许多世界上各种难以破解的案件的L（松山健一饰）。受到L的指示，日本警察乃至FBI共同通缉基拉。月与L，两位天才展开了对决。