とある島で密室殺人事件が起きた。事件解決の糸口を求め、専門家の意見を聞くために帝都大学を訪れた草薙刑事（北村一輝）は、大学の掲示板で懐かしい名前を発見する。その男の名は、湯川学（福山雅治）。かつて草薙と同じバドミントン部の仲間で、今は帝都大学理工学部物理学科の助教授だ。学生時代から“超がつくほどの天才”と名をはせていたこの男の頭脳にいちるの望みを抱き、草薙は、湯川の研究室を訪ねることにした。

湯川と再会した草薙は、助手の栗林宏美（渡辺いっけい）の制止に耳も貸さず熱心に湯川を口説く。はじめは｢興味はない｣と冷たくあしらっていたが、草薙に｢事件現場の島には、ステキな水着美女がウジャウジャいるぞ｣とそそのかされてその気になった湯川は、捜査に協力するため事件現場に向かうことになった。そして、湯川研究室の研究生で好奇心旺盛な塩野谷あかり（長澤まさみ）もこの事件に興味を示し、勝手に湯川たちについて行く。一方、事件現場を訪れた湯川と草薙の前に現れたのは、被害者の父親で車いす生活を余儀なくされている友永幸正（蟹江敬三）、被害者の妹で父親の介護をしながら生活を共にしている奈美恵（香里奈）、そして彼女の婚約者、紺野宗介（長谷川朝晴）・・・。謎めいた人々が次々と捜査線上に浮かび上がってくる中、果たして犯人は誰なのか？動機は？そして何よりも、どうやって密室殺人を完遂させたのか・・・？