苗震和乔丽娜在一家小话剧院看话剧《死亡海岸线》，女主角韩舒雅是一个当红演员，男主角名叫费谋，名气超差些。在话剧的结尾阶段，当男主角让女主角喝完一杯水后，女主角竟然一躺不起床。后紧急送往医院。15分钟之后，韩舒雅死亡。正好苗震和乔丽娜就在现场，于是开始接手这个案子。男主角知道韩舒雅死后，一人去酒吧喝酒，并闹事，很痛苦。803开始分析，怀疑是喝了那杯水之后死亡，怀疑有人在酒杯里下了毒。经法医化验，死者是中了氰化钾的毒。
803开始从舞台上的人物及后台的工作人员着手调查。自然想到了舞台的道具工，据老板汪志明介绍，道具工姓高，803等人在老板的陪同下到了老高的家中，询问老高一些情况，老高比较紧张，表示没有杀人，自己全然不知。乔丽娜等人发现老高家里有女人的高跟鞋和一些贵重的礼物。老高自己表示，高跟鞋是前老婆的，家里现在就他一人。803们表示怀疑，但是没有当面再提，之后离开。
803听说男主演正在酗酒闹事，就去找了费谋，了解情况。费谋表示，韩舒雅的死，令他非常痛苦，他非常喜欢韩舒雅，韩是他最好的合作伙伴。据费谋介绍，近来韩舒雅表示看不上费谋，并说自己不会跟费谋，而是要去美国选修和深造。这令费谋十分伤心，昨天因为这个事情还打了林一下，韩在下午就要演出的时候向众人表示，演完之后，将有一个重要的事情公布。803询问是否知道是何事，费谋表示不知道，并猜想是不是说她要离开了去美国的事情。问完之后803送费谋回家，已经是第二天早上6点。
第二天中午，剧院老板宣布今天将继续上演《死亡海岸线》，女主角是沙晓茹，是韩舒雅在剧院里的师妹。由于沙晓茹非常喜欢费谋，而费谋又喜欢韩，因此为了与韩较劲，沙晓茹平时处处向韩学习，并表示终有一天会取代韩舒雅。
803遇到了沙晓茹，询问了和韩舒雅的关系，并问是否知道韩所说的重要事情，沙表示自己和韩的关系很好，但是也不知道说什么事情。
在话剧院里，老板让费谋和沙晓茹排练，费谋仍处于痛苦中，不怎么配合，老板极力劝说。这时，导演莫齐和网络小说《死亡海岸线》的作家尘上无痕也来到了排练现场。作家看上去只有30岁，这让苗震等人感到很惊讶。并上前询问了一些情况，并没有问出什么。随后有人报告说，道具老高不见了，老板一看晚上还要演出，非常着急，803等迅速布置抓捕，并将在火车站的老高抓获。老高表示，昨天家里有一个女人，这个女人知道他做道具，其中一些道具非常不错，就经常让老高去掉包。803又到了老高家里搜索，结果发现了一些韩舒雅的偷拍照。经过803的询问，老高表示这些照片不是他照的。是有一次他和韩舒雅吵架，刚好有人让他送东西给韩舒雅，就被他扣住了。打开一看，都是一些偷拍的照片。从照片中，803发现，与韩合影的也有这个作家，而偷拍这些照片的人正是导演莫齐！
一下午费谋和沙晓茹都在排练，导演和作家都在现场。作家还去了几次厕所。到了晚上，话剧《死亡海岸线》又要上演了。这回803已经在后台布置了警力，严格保护道具等。这时，沙晓茹给乔丽娜打电话，表示演出完有要事与乔说明。但是在演出到最后，几乎和昨天一样，当沙晓茹喝了水之后，过一小会也倒在地上，不起来了。
连续2天，死了2个女演员，803感到非常蹊跷。这时803开始重新思索，猛然想到，凶手是不可能得知哪一个水杯是有毒的，也不能预知5个水杯中韩、沙都会拿哪一个。因此，排除是喝毒液致命。乔丽娜突然想到，死者都在一个化妆间，来到化妆间，想到了口红可能是吸入受害人体内的主要物质。当时化妆台上共有5个口红，乔打开最贵的那一种，打开发现有一张纸条，写着“等一个人等了1个小时”等等。经过分析口红的成分，发现正是导致受害人死亡的氰化钾，当受害人擦涂了口红之后，在舞台上再一喝水，就会导致毒素发作，从而致死。乔丽娜想到了沙晓茹说有事相告，应该就是说纸条之事。
弄清了死者的死因，803开始调查，究竟谁有作案时间。开始分析案情，沙晓茹作为一个等着出名的新演员，林亚茹死了，她是受益人，现在她死了，因此她绝对不是凶手。而老板在死了韩舒雅之后，也将极力追捧沙晓茹，因此也不会是杀手。费谋也应该不是凶手。当时在现场有机会进入后台的，还有导演莫齐和作家尘上无痕。
通过老高描述的，导演莫齐拥有韩舒雅的偷拍照，于是803找莫齐单独聊天，问到了照片的事。莫齐只好承认，自己非常喜欢韩舒雅，并经常偷拍韩的一些私人照片。有一回想把照片发给韩，只是为了看韩对照片有什么的看法。803表示，照片并没有交到韩手中，而是落到了老高手中。后经过询问也排除了莫齐的作案可能。
于是，焦点集中到了作家尘上无痕这里。这时诸葛平来到现场，说起了一起杀人碎尸案的嫌疑人，长的很像这个作家。803派诸葛平以一个fans的身份去尘上无痕家里，借机让作家给他签了许多名。拿回来一比对，字体不一。803开始怀疑这个作家的真实身份。并派人去调查了碎尸案和到尘上无痕的老家-山西某县调查。弄清了事实真相。
第三天，正当作家和某一个制片方表示，要正式出版他的《赤色百合》时，803进来拘捕了这位年轻的所谓尘上无痕——原名叫做陈国寒。苗震帮陈国寒回忆了从小的经历。
原来，陈国平、陈国寒生长在山西的一个普通家里。父亲先生了老大陈国平，后来国平妈妈死了，他爸又娶了一个后妈，也带来一个叫做秀秀的姑娘。国平爸禽兽不如，竟然强奸了秀秀，并生下了陈国寒。后来国平爸、秀秀妈、秀秀都死了。陈国平帮着带弟弟国寒长大。兄弟两人相差岁数较大，国平身患残疾，手指有伤，长相较差，但是文笔好，弟弟陈国寒就帮哥哥打字，将哥哥的小说一部部都发表在了网上，并引起了轰动。成为知名的网络写手。
有一天，女演员韩舒雅打电话找尘上无痕，而弟弟陈国寒接了电话，说自己就是尘上无痕，韩舒雅非常欣赏这位作家，于是陈国寒打着哥哥的旗号与韩交往。后来让哥哥发现了，哥哥死活不同意弟弟的做法，不愿意将自己的毕生精力写成稿子成为弟弟的交易品，兄弟二人发生了激烈的争吵，哥哥表示要去法院告发弟弟的所作所为。弟弟情急之下，竟然杀死了手指有伤的哥哥，并碎尸、抛尸。
国寒将哥哥的手稿都烧掉了，不料有一天在一个包装袋里，韩发现了一张手稿，字迹与陈国寒完全不相同。国寒看见了，急急忙忙的将那一页纸撕掉。但是还是引起了韩的怀疑。韩找到了撕掉了碎纸，并到山西老家调查了一趟。了解了陈国寒、陈国平兄弟的事情。
后来韩舒雅想到美国发展，她找到的导师要求她必须有可以发表的优秀作品。而当时陈国平有一本尚未写完的《赤色百合》，国寒不会写，韩舒雅经常写博客，手笔不错，就答应自己写完，并著上自己的名字。陈国寒不同意，因为一旦将稿子给了韩，韩就会去美国发展，丢下自己。韩威胁说，如果不给她的话，她就将陈国寒冒充网络作家的事情公布于众。陈国寒没办法，想到一个办法，说答应韩的要求，并送给林一束鲜花，同时送了一个价值1000元刚刚上市一个月的进口口红。口红中做了手脚，设计毒死了韩。至于沙晓茹被毒死，则是因为陈国寒没有机会进入化妆室，拿走那一个口红。事情至此真相大白。