擁有超強推理能力的小Q（神木隆之介飾）在偵探學園學習，夢想成為頂尖偵探。與他志同道合的同學包括：具備過目不忘能力的美南惠（志田未來飾）、身份成謎卻推理天才的天草流（山田涼介飾）、擅長情報收集的電腦高手鳴澤數馬（若葉克實飾）以及運動能力超群的熱血少年遠山金太郎（要潤飾）。五人組充分發揮各自特長，通過解謎競技和實戰訓練提升能力，并聯手偵破了多起復雜案件。隨著調查深入，天草流的真實身份與身世之謎逐漸揭開——其血液中隱藏的神秘符號關聯著Q的父親失蹤案，并牽扯出跨國犯罪組織"NOVA"的陰謀。最終五人組通過智慧與團隊協作粉碎了敵對勢力，而天草流選擇離開學園繼續追尋真相。本劇改編自佐藤文也的同名漫畫，原作小說作者天樹征丸曾創作《金田一少年之事件簿》系列。