因为青梅竹马的七濑美雪（川口春奈 饰）接到来自香港服装展的模特工作，所以金田一（山田凉介 饰）和其好友佐木龙二（有冈大贵 饰）借暑假的机会，三人一起来到了香港游玩。美雪在试衣服的过程中意外消失，三人被卷进了一场阴谋之中。在无意间，金田一和龙二遇到了和美雪极其神似的中国女孩杨兰，而她就是本应出场后来推掉被美雪接替的模特。因为觉得事有蹊跷，怕和她相似的美雪遇到意外，于是来到了香港。
金田一让杨兰装成美雪，三人来到了展览现场。遇到了各色人物。包括国际刑警李白龙（吴尊 饰）、展览的服装设计师柳爱碧（徐若瑄 饰）、活动的赞助商张永福（矢野浩二 饰）等。他们之间互相交错，似乎隐瞒着什么。在展览现场，张永福意外死亡。在调查这起案件及美雪消失案的过程中，一起20年前九龙城的案件也被挖掘了出来。金田一能否拨开云雾，揭开谜底呢？

平日里游手好闲看似极不靠谱的私立不动高中二年级生金田一（堂本刚 饰）却是个智商很高的推理天才，他和青梅竹马的美女七濑美雪（友坂理惠 饰）、警部剑持勇（古尾谷雅人 饰）等伙伴和朋友，携手解决了不少棘手事件。且金田一解决事件的方法比较特别，他依赖于货真价实的证据，再依照证据来思索和推理，由此及彼，再由彼及此，这样循环往复，最终推理出犯罪凶手。而对于凶手，金田一并不是要把凶手逼向绝境，而是给予其舍生处地的想法，最后加以规劝，使凶手最后以自首结束。借由金田一我们一起进入不思议的案件当中。
本剧改编自同名漫画，是系列作的第二部。