東京都內發生連環爆炸案，警視廳搜查一課林田虎之助（水島宏飾）與上司丹原朋實（香川照之飾）逮捕嫌疑人九十九龍介（木村拓哉飾），但現場突發轉折——龍介憑借超常推理直指真兇。真相揭曉，這位舉止怪異的男子竟是科學警察研究所腦科學部新任主任。五年前夜店打工時遭遇意外，其右腦因創傷獲得超凡認知能力，由此開啟科學破案生涯。在IPS實驗室中，龍介帶領從化學部調任的唯一助手由里和音（綾瀨遙飾），運用神經科學理論與獨特實驗手段，破解警視廳積壓的離奇懸案。劇集采用單元劇形式呈現案件，每集集結廣末涼子、市川海老藏、龜梨和也等明星客串，通過精密腦科學解析罪案心理，展現科學思維與刑偵實踐的碰撞。