某天，警方在一座橋下發現一具屍體，死者指紋被人惡意損毀。根據殘留的蛛絲馬跡信息，警方將死者的身份鎖定在名叫傅堅的男子身上，進而追查到他的前妻陳婧（林心如 飾）。雖然警方百般調查，卻始終查不到陳婧的絲毫紕漏。萬般無奈，警長羅淼找到在刑警學院任職的物理天才唐川（王凱 飾）。唐川則進而得知，當年與他在學校時學業不相上下的同窗石泓（張魯一 飾）就住在陳婧隔壁。石泓現時在某中學擔任數學老師，他的生活枯燥，了無生趣，似乎只有陳婧是他生命中的一道陽光。爲了保護心中的女神，他不惜一切……
本片根據日本推理作家東野圭吾的同名小說改編。