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。

工藤新一（小栗旬）这晚收到挑战书，称将有他的同学在修学旅行的船上被绑架，若新一不能保护好同学，须让出“高中生名侦探”的称号。新一本对修学旅行没兴趣，这封信令他次日赶到学校与小兰（黒川智花）、园子（岩佐真悠子）及班里另外约30名同学会合。
众人刚登上旅行用船，新一即把目光投向代理班主任北岛慎吾（ふかわりょう）、导游西田麻衣（水川あさみ）、船长东邦夫（松重丰）及船员南田恭介（西村和彦）等人，时刻保持着警惕。但园子仍神不知鬼不觉失踪。着手调查尚无头绪，他再接绑架预告电话。

卷曲及肩的头发，永远的黑色西服，手无缚鸡之力，这就是警署中的异类——古畑任三郎（田村正和 饰）。他的出场从来都是优雅中带着些许散漫，说话永远慢条斯理，与身边那个大呼小叫乃至有些脱线的助手今泉（西村雅彦 饰）形成鲜明对比。手枪对他来说是完全不搭调的东西，古畑所依靠的只是一颗缜密清晰的头脑。在很多人（尤其是犯人）看来，他只不过是一个温文尔雅、有点儿滑头的警探，而一旦因此而轻视的话则必定掉入古畑的推理陷阱。无论是因感情问题杀死情人的人气女漫画家（中森明菜 饰），还是孤注一掷的所谓灵能力者（石黑贤 饰），抑或是憎恨贪婪经理人而痛下杀手的时代剧演员（小林稔侍 饰），再精密的犯罪再聪明的犯人都会在古畑面前露出马脚。