因為在過去幾年里經常處理奇怪案件，貝冢北署警察內海薰（柴崎幸 飾）被上層派往美國某個經常發生亂七八糟事件的城市研修一年。經草薙（北村一輝 飾）的推薦，畢業于帝都大學法學系的美女高才生岸谷美砂（吉高由里子 飾）調來接替內海的位置。美砂正義感十足，雖然是一個沒有任何功績的新人警察，其為人卻高度自信，言語刻薄，令常人難以接受。適值此時，新興宗教團體苦愛會教主連崎至光（大澤隆夫 飾）念力殺人的案件發生，促使美砂找到帝都大學的物理學教授湯川學（福山雅治 飾）幫忙。堅信“萬事皆有因”的湯川大展身手，圓滿找出此案背后的秘密。美砂雖然不滿湯川的態度，但是接下來一系列奇怪案件，仍將這個高傲的女孩和神探伽利略緊緊聯系在一起。最新的組合，再次啟程…… 本片根據東野圭吾的原作改編。