動物警察、通称TAPは、動物愛護のために、東京都に実験的に設置され、東京都福祉保健局の管轄下に置かれた。動物愛護センターにはない、警察の全面協力が得られ、捜査権と逮捕権が与えられた。虐待されていた動物を保護し、虐待者を調べ、逮捕することもできる。ただし、容疑者が逮捕に抵抗した場合、強制連行権がないため、警察に協力を求める。
逮捕した容疑者を説得して、改心させられたら解放する。できないときは警察に引き渡して任せる。
そんなTAPに勤務するりりは、もと動物医療の専門学校にかよい、動物病院で看護師をしていた。そんなりりは、後輩の涼太とともに、事件に立ち向かう。その事件簿。近くの交番に新任した警察官の天野も協力する。
最初の事件は憂さ晴らしに、近所の公園でペットの犬にペンキを吹き掛けていた中年の主婦がターゲット。
第二の事件は、犬好きの有名俳優への虐待疑惑。太らせないために、食事を制限していた彼を、虐待容疑で逮捕し、犬を保護する。
第三の事件は、犬を誘拐し、身代金をTAPに求めてきた動物虐待団体と名乗る犯人。上司には報告せず、身代金をりりたち三人でかき集めたものの失敗。犯人の意図を疑ったりりが意外な犯人を見つける。なんと前回の俳優のファンによる異種返しだった。
第四の事件は、妻の死後、ペットに救われた老人が多頭飼育を始めたが、その後放置して虐待した事件。息子の訴えで捜査したりりたち。
最後の事件は、ペットショップの店主による虐待事件。通報がいくつかあったが、彼の父親が、TAPの上部団体の役員と言うことで、捜査からはずすことを求めるりりの上司。しかし、動物愛がはんぱないりりは、退職覚悟で突っ走り、虐待されていた動物を保護し、店主を逮捕。さいわい、父親は動物愛があり、りりたちはほめられた。