在《灾后调查日志》第一季的叙事进程中，陈浩介(金来沅 饰)（由金来沅 饰演）虽未能成功拘捕连续纵火案的作案者，但他做出了一个决定：前去探访已被羁押长达三年的纵火案嫌疑人河映斗，以期从其处获得关于太元区系列纵火事件的调查启发。河映斗提出了他的见解，认为实施纵火行为的个体，其动机很可能源于曾被火焰夺走重要事物的经历。鉴于当前的纵火事件尚未导致人员丧生，这表明作案者尚未完全展现实力，其行动仍处于初始阶段，且应具备相当程度的经验与老练。他进一步推断，该纵火者未来将持续其犯罪行为，并且其身体上可能存在历史遗留的烧伤疤痕。河映斗指出，纵火犯对于火势掌控的经验，可能比消防员扑灭火情的经验更为丰富，其能够精确计算放火时间，旨在使消防人员目睹其留下的特定标志。
随后，在《灾后调查日志》的结局部分，情节推进至一处立体停车场发生的纵火案件。陈浩介与奉道镇（由孙浩俊 饰演）进入现场后遭遇爆炸，所幸二人因具备相应的防护装备而得以保全性命，并最终成功将火扑灭。然而，宋雪(孔升妍 饰)（由孔升妍 饰演）对陈浩介流露出的关切之情，使得奉道镇意识到自身或许已无机会赢得她的情感。与此同时，赵益淳的车辆成为案件中的关键物证。但在对该车辆的后备箱进行检查时，调查人员发现了一具已经失去生命体征的遗体。经后续鉴定，确认死者正是赵益淳本人。这一发现揭示出一个严峻的事实：他们一直追查的赵益淳并非真正的纵火犯，其身份只是被真正凶手利用来误导警方侦查方向的工具。
通过尸检程序，法医得出结论：赵益淳在火灾现场最初并未立即死亡，他曾存活并呼吸了一段时间，最终因吸入有毒气体导致窒息而亡。这一结果使陈浩介承受了巨大的心理压力，因为他意识到自己的行动在某种程度上导致了赵益淳的死亡。奉道镇则陷入自责，懊悔自己未能更迅速地搜查现场是否存在幸存者。陈浩介回想起河映斗此前发出的警告，开始担忧奉道镇可能成为纵火犯的下一个目标，因此郑重告诫他执行任务时不宜过于拼命。陈浩介还回忆起赵益淳曾在陈浩介抵达太元区首日违规驾驶车辆，这一细节引发了他的怀疑，认为此人可能长期暗中跟踪消防员与警察，其背后或许隐藏着深刻的怨恨。
基于河映斗的推论，陈浩介萌生了一个想法：纵火犯的真实身份有可能是消防系统内部人员。为此，他委托过去的同事对太元消防局内的某个特定人物进行秘密监视。另一方面，陈澈仲（由赵容衍饰演）因马中道的死亡而失去了背后的支持力量，被调任至一个他并不满意的职位。由于杨致英掌握着陈澈仲的某些把柄，陈澈仲暂时无法对其采取有效行动。奉道镇及其调查团队在纵火案现场发现了人为破坏输油管道的痕迹，这种破坏需要施加相当大的力量才能完成。因此，安娜受命对现场进行特别勘查，以寻找可能遗留的证据线索。对赵益淳的体内药物检测显示，其含有高剂量的安眠及麻醉成分，这意味着即便他被及时救出火场，生存的可能性也极为渺茫。奉道镇找到了用于破坏油管的工具，这一发现与之前的线索相结合，将为追踪犯罪嫌疑人提供方向。此外，调查人员还发现一名形迹可疑的黑衣人盗走了相关工具，陈浩介注意到该嫌疑人将自己包裹得十分严密，其行为明显意在避免让特定对象看到自己的面容。
姜道河此时返回韩国并与奉道镇取得了电话联系。陈浩介与孔明毕（由姜基栋饰演）成功找到了盗窃工具的罪犯，并顺藤摸瓜追查至一处甲苯失窃的工厂。在该地点，他们发现了嫌疑人遗留的、曾在每次纵火时穿着的衣物。最终，通过情报汇总，他们获悉地下商业街很可能成为下一个纵火目标，于是立即动身赶往该处。宋雪在未等待后备支援完全到位的情况下，率先进入现场营救受困人员，却未曾预料到自己会被困于正在发生坍塌的火灾区域。而奉道镇此时正前往另一处火灾现场进行处置，无法及时赶回对宋雪实施救援。