嫌疑人X的献身

河边惊现一具男尸，颈部有勒痕，显然是他杀。因面容被毁、指纹被烧，死者身份难以确定。经细致调查，警方确定死者是无业者富樫慎二（长冢圭史 饰）。贝冢北警署女警官内海薰（柴崎幸 饰）着手展开调查。内海走访了慎二的前妻花冈靖子（松雪泰子 饰）。靖子曾是陪酒女郎，现在在一家便当屋工作，独自抚养上中学的女儿。离婚后，靖子为躲开纠缠的慎二多次搬家。虽有杀人动机，但靖子称最近没见过慎二，且她的不在场证明毫无破绽。内海偶然遇见靖子的邻居石神哲哉（堤真一 饰），他和汤川学（福山雅治 饰）一样毕业于帝都大学。内海和汤川讨论案情时提及了石神。原来汤川和石神是昔日同学，虽专业不同却很投缘，彼此欣赏。向来自负的汤川称赞石神是“真正的天才”。汤川前去拜访如今在中学教数学的老友。然而在接触过程中，汤川发现了案情疑点，他认为石神与这起谋杀案关系密切。神探伽利略开始挑战天才数学家设下的谎言、盲点以及心理交锋等难题。