脑侦探东京都内发生一起连环爆炸事故，警视厅搜查一课林田虎之助（水岛宏 饰）与上司丹原朋实（香川照之 饰）在现场逮捕了疑似嫌疑人的古怪男子九十九龙介（木村拓哉 饰）。警视厅内，龙介却利用缜密的推理能力很快揪出了真正的犯人，令两人惊诧不已。原来龙介竟是科学警察研究所（IPS）脑科学部的新主任。五年前还在夜店工作的他因一次意外右脑变得异常发达，从而成为一名优秀的脑科学者。在IPS脑科学部，龙介以特立独行的方式带领着从化学部调派来的唯一助手由里和音（绫濑遥 饰），协助警视厅侦破了诸多看似匪夷所思的棘手案件。 　　本剧每集都邀请明星客串，广末凉子、市川海老藏、Gackt、龟梨和也、仲间由纪惠、香取慎吾等人悉数登场。