天才物理學家湯川學（福山雅治 飾）此次又受內海薰（柴崎幸 飾）所託，調查一件不可思議命案。受害人富樫慎二被發現死在河邊，面目指紋盡毀。最大的嫌疑人是他的前妻花岡靖子（松雪泰子 飾），然而靖子卻有著完美的不在場證明。一個人能夠同一時間出現在不同地方嗎？當湯川發現住在靖子隔壁的是當年的大學同學、同爲天才的數學家石神哲哉（堤真一 飾）時引起興趣。
畢業後因要照顧父母沒有留校反而去高中教數學、一直生活得很落魄的石神每晚利用公用電話教靖子如何應對警察追查，靖子漸漸感到被束縛，但是由於給出的口供毫無可疑之處，警察決定放棄對靖子的調查，這時湯川卻指出石神是關鍵人物。
案件的真相如何？世界上真有一個人同時出現在兩個地方的事情嗎？本片改編自日本人氣推理小說家東野圭吾06年的直木獎獲獎作品。