郭立强是个包工头，被人杀害割去头颅沉入江底。警方几经周折查出他身份，并得知他脾气暴躁，树敌无数，认为他被仇人所杀，结果既出乎意料，也让人震惊。
这天警方接到报案，在湖中发现一具无头男尸。法医秦明、大宝及刑警队长林涛赶往现场，立马对尸体进行检测。他们发现死者少了一根手指，不过，断指处已愈合，由此可以看出这是旧伤。从尸体的泡发程度及表皮脱落上看，死者已被害半个月。
看到死者肚子处有缝合的痕迹，大宝脱口说，死者的头颅不会就藏在肚子里吧？林涛则想让警员到湖中打捞，看是否有死者的头颅。秦明认为凶手割去死者头颅肯定是为了隐瞒死者身份，肯定不会将头颅抛弃在另外一个地方。
如此，警员将尸体带回警局。法医剖开死者的腹部，发现死者的内脏已被全部取走，取而代之的是石灰石，估计凶手这么做是为了沉尸。
死者的身上布满伤痕，从拍的片子就能看出他生前被捅过两刀，他的腿也曾被打断过，他的肩膀处骨头错位。秦明猜测，死者可能被拘留过，因为他肩膀处骨头错位明显就是被警察制服后用力挣脱后留下的，这样的伤是独一无二的。
要是能提取死者指纹应该很快查出死者身份，但他被害时间太长，指纹又被鱼啃食了，无法提取出来做信息比对。林涛也说，最近没有失踪人口报案，而且这是一具无头尸体，不知该从何查起。秦明则拿起石灰石说，这东西只有建筑工地上有，可以到附近的建筑工地调查。
随后，林涛带着助手到附近工地查访，果然有线索了，一位的工人告诉林涛，自己的包工头叫郭立强半个月不见踪影了，他也断了一根手指。
林涛听了蹲下身子捡起一块石灰石，居然与死者腹部的一模一样，这下可以肯定死者就是郭立强了。他让秦明赶过来，一起到郭立强的办公室提取指纹。
遗憾的是，办公室应该是被凶手处理过了，没有发现一枚指纹。不过，工人告诉林涛，郭立强脾气暴躁，树敌很多。另外，他有一个儿子，抚养权在前妻那。
如此，林涛带着助手找到郭立强前妻把一切告诉她，她一点都不感到意外，说郭立强脾气不好，得罪了不少人，早就料到郭立强会有这一天。还说只担心郭立强那正在住院的老妈。话刚落，一辆轿车停在她门口，她的儿子从轿车上走下来。据她说，轿车上的人是她儿子伯父，也是前夫郭立强的哥哥，叫郭立富，是一位成功的民营企业家。
林涛及秦明从郭立强前妻家出来，就到郭立富的公司去，他正在进行慈善演讲。当秦明把郭立强遇害的事告诉他时，他自责没有管好弟弟。当秦明留意到他腿脚不方便拄着拐杖，他说自己要拄拐杖已经快八年了。
与此同时，大宝假装成是郭立强的朋友去医院看望他母亲。郭立强母亲、护士及医生一致说郭立强脾气暴躁，爱发脾气，每次到医院来都与母亲、护士吵架。
林涛、秦明及大宝回到警局把调查到的信息汇总，大宝认为郭立强遭仇杀。秦明提议让他们查查为什么郭立强的工地会停工，他们马上着手调查，原来早段时间有个工人出事住院，他妻子一直来闹，可他失踪后工人妻子就不曾出现了。
秦明几经周折找到工人妻子，得知她早就与郭立强协议好得到赔偿，没必要再闹。秦明看到她手有关节炎，觉得她没有力气，无法完成杀人碎尸这重活，认定她不是凶手。
而后，警方在郭立强的手下口中得知他有个仇人叫黑八，开了间赌场。可警员赶到他赌场时，他吓得躲进烟囱里去，警员用火熏才让他现现身。可他说由于郭立强有个有钱有势的哥哥，他不敢动郭立强半根汗毛。
排除了黑八的嫌疑后，秦明突然想，死者腹部为何内脏全部不见，被石灰石取而代之呢？要是为了沉尸，完全可以直接在死者身上搬石头。如此，他重新检查尸体，发现死者体内注射了大量麻醉剂。由此，他猜想一定是死者内脏对别人有用，大宝认为要他内脏的极可能是亲近人需要的，打麻醉是为了减轻死者的痛苦。
此时，警员都觉得凶手可能是郭立富。因为他患有先天性心脏病，经常要住院，而这段时间他却不用去住院了。秦明和大宝调取了他早几天的演讲与之前的做对比，以前萎靡不振，现在精神抖擞，手拿拐杖压根没有用上。
于是，警方传讯郭立富。起初他不承认杀害弟弟，后来法医给他做DNA，发现他身上有两个人的DNA，一个是他的，另一个则是郭立强的。
在证据面前，郭立富不得不承认杀了弟弟要他的心脏移植icon。他说他做了很多公益活动，还养活弟弟，而弟弟却一无是处，还沉迷赌博。秦明打断他的话说，郭立强在赌场上断指戒赌后就努力生活了。
此时，郭立富眼前浮现弟弟小时候说要挣钱给他治病，他突然后悔了。
这是《法医秦明》中的故事情节，警方满以为脾气暴躁的郭立强是被仇杀，不料是亲哥哥要他的心脏做移植手术将他杀害。手足亲情竟如此淡漠，实在让人寒心。
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