福山雅治演じる天才物理学者の湯川学は、今回は内海薫（柴咲コウ）から信じられない殺人事件の捜査を依頼される。被害者の富樫真司は顔と指紋が完全に破壊された状態で川辺で死体となって発見された。最大の容疑者は元妻・花岡泰子（松雪泰子）だが、泰子には完璧なアリバイがあった。人は同時に異なる場所にいることができますか?湯川は、景子の隣に大学の同級生で天才数学者の石神徹也（堤真一）が住んでいることを知り、興味を抱く。卒業後は両親の介護のため学校には残れず、貧しい生活を送っていた石神に毎晩公衆電話を使って数学を教えていた。警察の取り調べにどう対処するか、徐々に窮屈さを感じていた景子だったが、この時点で警察は景子の捜査を断念することを決めたが、シーシェンが重要人物であると指摘した。事件の真相とは？人は同時に 2 つの場所に存在できるというのは本当ですか?この映画は、日本の人気ミステリー小説家、東野圭吾の2006年直木賞受賞作を映画化したものです。