本作品讲述了在警察“机动搜查队”，机动能力和运动神经首屈一指、但却没有刑事搜查经验也缺乏刑警常识的伊吹蓝（绫野刚饰），观察和社交能力突出,但却不信任自己和别人的理性的刑警、志摩一未（星野源饰），主角二人以24小时的时限内破案为目标的故事。标题中的“MIU”是MobileInvestigativeUnit（机动搜查队）的首字母，“404”是两人饰演机动搜查队员的呼叫信号。

徐家是浙江海宁的生意望族，独子徐志摩（黄磊 饰）自幼爱读书，一心求学的他为了换取读书的权利而答应了家里安排的婚事，与当地千金张幼仪（刘若英 饰）结为夫妻。一年后诞下麟儿，志摩便远赴英伦。在英国，他偶遇林家千金、十六岁的才女林徽因 （周迅 饰），并一见倾心，度过了一段纯美的岁月，直到张幼仪突然抵英，林徽因才知道志摩已是有妇之夫，顿时默然。由于自己母亲饱受一夫多妻之苦，林徽因决不让自己也成为破坏别人婚姻的借口，她毅然决然地跟志摩提出了分手，并即时回国，断绝想念。 但志摩与幼仪的离婚已经不可挽回，坚强的张幼仪给