一头卷曲长发、永远的黑色西装,举止优雅,态度谦和,可是温柔笑容背后却是令所有罪恶都无处遁形的敏锐观察力,这便是拥有高超推理能力的绅士刑警古畑任三郎(田村正和饰)。新一季中,患有自律神经失调症而长期休养的今泉慎太郎(西村雅彦饰)陷入热恋,可是却意外成为一起杀人案的嫌疑人。这起案件之后,古畑和今泉这对黄金搭档再次合作,迎接一个又一个难缠对手的挑战,杀害同事的女校教师宇佐美百合江(泽口靖子饰)、自导自演摩天轮爆炸案的林功夫(木村拓哉饰)、电视智力挑战赛常胜冠军千堂谦吉(唐泽寿明饰)、赴美旅途中所偶遇的神秘美女(鈴木保奈美饰)…… 无论多么完美的犯罪,都会留下蛛丝马迹,而古畑刑警正是这些线索的发现者!。两起同时发生但相距甚远的死亡事件引起了刑事课刑警中冈祐二(玉木宏饰)的注意,两名死者均为硫化氢中毒死亡,并且两名死者生前互相认识。为了解开案件的真相,中冈走访了化学专家青江修介(樱井翔饰),青江教授认为,如果这两起案件是同一人所为,那么他必须精准掌控要求非常苛刻的作案时刻,从科学理论上来说,这是完全不可能成立的事情。 之后,青江教授遇见了名为羽原圆华(广濑铃饰)的女子,圆华自称是一名超能力者,并且在青江面前展示了自己的能力,颠覆了青江的三观。紧接着,两人联手开始追踪一位名叫甘粕谦人(福士苍汰饰)的案件相关者,在此过程中,中冈对于圆华的身份产生了怀疑。。