因为在过去几年里经常处理奇怪案件，贝冢北署警察内海薰（柴崎幸 饰）被上层派往美国某个经常发生乱七八糟事件的城市研修一年。经草薙（北村一辉 饰）的推荐，毕业于帝都大学法学系的美女高才生岸谷美砂（吉高由里子 饰）调来接替内海的位置。美砂正义感十足，虽然是一个没有任何功绩的新人警察，其为人却高度自信，言语刻薄，令常人难以接受。适值此时，新兴宗教团体苦爱会教主连崎至光（大泽隆夫 饰）念力杀人的案件发生，促使美砂找到帝都大学的物理学教授汤川学（福山雅治 饰）帮忙。坚信“万事皆有因”的汤川大展身手，圆满找出此案背后的秘密。美砂虽然不满汤川的态度，但是接下来一系列奇怪案件，仍将这个高傲的女孩和神探伽利略紧紧联系在一起。最新的组合，再次启程……
本片根据东野圭吾的原作改编。

2009年圣诞节期间，G8会议将在意大利罗马召开。为了迎接即将到来的外务大臣川越亘（平田满 饰），日本大使馆上下一阵忙乱。与此同时，特立独行、干练机敏的外交官黑田康介（织田裕二 饰）也被派到罗马，担当保卫和接待的工作。另一方面，单身母亲矢上纱江子（天海祐希 饰）带着女儿小圆重访意大利，结果女儿竟被匪徒绑架。在此期间，黑田和大使馆实习生安达香苗（户田惠梨香 饰）帮助纱江子翻译并寻找线索。为了避免匪徒怀疑，黑田自称是小圆的父亲，自顾自卷入这场绑架案中。G8会议越来越近，这起看似平常的绑架案却掀起巨大的波澜……
本片为日本富士电视台50周年纪念作品。

　　天才物理学家汤川学此次又受内海薰所托，调查一件不可思议命案。受害人富樫慎二被发现死在河边，面目指纹尽毁。最大的嫌疑人是他的前妻花冈靖子，然而靖子却有着完美的不在场证明。一个人能够同一时间出现在不同地方吗？当汤川发现住在靖子隔壁的是当年的大学同学、同为天才的数学家石神哲哉时引起兴趣。毕业后因要照顾父母没有留校反而去高中教数学、一直生活得很落魄的石神每晚利用公用电话教靖子如何应对警察追查，靖子渐渐感到被束缚，但是由于给出的口供毫无可疑之处，警察决定放弃对靖子的调查，这时汤川却指出石神是关键人物。案件的真相如何？世界上真有一个人同时出现在两个地方的事情吗？

本集SP为《神探伽利略》系列的第0章，以TV版汤川学与内海熏相遇前三年的一起案件为主线。三年前的一天深夜，某海岛小屋发生了一起密室杀人案。被害人在反锁的屋内被锐物刺穿胸背，所在小屋亦被烧毁。已为警察的草薙俊平（北村一辉 饰）回到母校帝都大学，邀请12年不见的老同学汤川学 （福山雅治 饰）协助破案。汤川一行来到案发现场附近，一边享受海滩风光一边寻找案件线索。随着杀人案侦破工作的推进，只为还原案件物理原理的汤川逐步逼近着案件的真相，只是此时的他尚未意识到，人心亦是一门科学……
片中亦穿插了一段汤川与草薙的往事。在海风的吹拂下，草薙向汤川的学生塩野谷（长泽雅美 饰）讲述了一起令他与年少汤川（三浦春马 饰）在大二结缘的案件……
SP根据该系列小说中《操纵》与《坠落》两篇故事改编，与剧场版《嫌疑人X的献身》同天推出。

怀抱着成为舞蹈家的远大梦想，吉川（常盘贵子 饰）千里迢迢来到了大都市东京，她希望能够在这里找到一份收入不菲的工作，攒够钱搭上飞往美国的飞机。不幸的是，事与愿违，单纯的吉川不仅被男友背叛，还被他拿走了全部积蓄，就在这时，一个名为修二（福山雅治 饰）的善良男人出现在了吉川的面前，靠着修二的陪伴和激励，吉川总算是度过了人生中的一大难关，她和修二之间也产生了真挚的感情。
经由朋友的帮助，吉川终于拿到了去美国的通行证，长久以来的梦想即将成真，心中充满激动之情的吉川将修二的感受忘到了九霄云外。受伤的修二和吉川分手了，然而，两人之间的缘分和故事却并没有就此结束。