天才物理學家湯川學（福山雅治飾）受刑警內海薰（柴崎幸飾）委托調查離奇命案：富樫慎二被發現死于河邊，面容與指紋遭毀。其前妻花岡靖子（松雪泰子飾）雖有重大嫌疑，卻擁有看似完美的不在場證明。當湯川發現靖子的鄰居竟是大學時代以數學天賦聞名的石神哲哉（堤真一飾）時，案件出現關鍵轉折。落魄數學家石神每晚通過公用電話指導靖子應對警方調查，逐漸令其感到精神束縛。盡管警方因證據不足終止追查，湯川仍堅持鎖定石神展開推理博弈。隨著調查深入，湯川識破了石神運用數學模型設計的時間差詭計——通過精密計算制造靖子不在場證明的完美邏輯閉環。最終在真相揭露過程中，湯川不得不面對科學理性與人性倫理的終極沖突，而石神為守護靖子所構建的精密犯罪方程式也因人性變量產生了致命偏差。本片改編自東野圭吾直木獎獲獎小說，呈現推理與情感交織的終極對決。