ある夜、高校生の泉新一のもとに人間の脳を食べ寄生するパラサイトの卵が降ってきた。パラサイトは寝ていた新一を襲うが抵抗され脳へ侵入出来ず右腕に寄生してしまう。

新一が田村から待ち合わせに指定された公園に着くと赤ちゃんを抱いた田村がいた。倉森が殺され公園内を捜査していた平間ら刑事達に彼らは囲まれる。

平間は一連の事件に新一の関与を疑いパラサイトを見分ける能力を持つ囚人の浦上と面会させる。新一の容疑は晴れ、高校生活へと戻った矢先、平間が現れついに警察特殊部隊によるパラサイト掃討が始まる。

山岸率いる警察特殊部隊の銃火器と特殊なセンサーを使ったパラサイト掃討作戦がついに始まる。当初、順調にパラサイトを追い詰めていたがパラサイト達の策略や現場での混乱により次第に状況は逆転されていく。

警察特殊部隊によりパラサイト側のリーダーである広川も仕留められたが、最強のパラサイトで銃火器の攻撃も巧みにかわす後藤には効果が無かった。以前、後藤に殺されかけた新一は恐怖に怯える。

後藤との決着がつき、本当の平穏が新一へと訪れた。ミギーからの一方的な別れに落ち込みはするものの、通常の生活を取り戻すべく受験勉強に励む新一。だがまたしても、その平穏を脅かす存在が新一と里美の前に現れる！ 最終話「寄生獣」。新一とミギーの奇妙な物語もついに幕を閉じる！！