《嫌疑犯X的獻身》改編自日本推理作家東野圭吾同名小說，原著以福爾摩斯與華生模式，由湯川與草薙搭檔組成辦案夥伴，電影則改為男女搭檔，由刑警內海薰代替草薙與湯川搭檔。除此之外，電影與小說的結構與推理邏輯並無太大差異。湯川運用科學推理，內海薰則發揮警方辦案行動力，理論與實務雙管齊下，更豐富推理類型設計。

開場為讓湯川這位科學天才展現專業，設計了武藏野醫學院院長大倉正宏，遭巡邏艇爆炸身亡案件〭船上無炸彈痕跡，怎麼看都像意外，但大倉院長生前曾接到恐嚇信，卻增添了謀殺疑雲〭專家評論認為不可能以射擊完成謀殺，除非是以炮彈或大型武器，但此做法不可能神不知鬼不覺，總之不可能〭

湯川登場，以實驗駁斥不可能的說法，他堅信事出必有因，接著運用高斯加速器實驗演繹事件可能的真相〭這個事件也說明科學作案對傳統辦案的挑戰，而湯川的「知識」則成為生活實境裡的另一種資產〭內海薰隨後登場，她關心的是兇手是誰，湯川認為這與科學無關，那是警方的事。內海說科學無法證明的東西，你就不明白〭湯川自負的說有那種東西嗎？薰說比如愛〭湯川沒想到，因為石神，或者說因為愛，他打破了自己的原則〭

《嫌疑犯X的獻身》可說是以數學寫成的小說。有別於本格推理，事件在開場十分鐘已真相大白，因此重點不在｢犯人是誰？｣或者｢如何犯案？｣而是如何將已知的犯罪者定罪。警方啟動偵察不久，湯川已確定花岡是殺害富樫的兇手，卻無法將她定罪，因為石神設計了一道數學難題，彷彿打怪般，解不了便過不了關。因此湯川與石神的鬥智，成為小說的精彩書寫。至於電影，畢竟數學對話在影像表現上並不討好，因此電影強化了情感的詮釋，石神為愛所做的犧牲在細節舖陳下令人動容，人性的演繹與辯證更勝推理。

美麗的靖子雖是單親媽媽，但她實現開便當店的夢想，又有美麗活潑的女兒陪伴，因此每天展露開朗笑容，在便當店招呼客人，那是石神一天的朝氣來源，他每天都準時來買一客便當〭這天走出便當店和一個男人撞了滿懷，他正是靖子的前夫富樫〭

富樫以不速之客姿態硬闖靖子家門，想要和靖子重新開始，又出言輕薄美里，三人互動擦槍走火，為了對抗施暴的富樫，靖子情急用電線勒斃富樫〭事件發生的短暫過程，全部傳入隔壁石神耳裡。隨後他按了門鈴，主動要求協助善後。

河邊發現棄屍，啟動草薙和內海薰等警方查案〭雖然屍體毀壞辨識不易，但確認死者是富樫，而死亡推測時間是12月2日晚上點到10點之間〭警方很快追查到與富樫關係密切的前妻花岡靖子，靖子則提出完美的不在場證明〭

最可疑的嫌疑犯卻有不在場證明，讓案件陷入膠著〭內海和草薙請求湯川協助，湯川原本沒興趣，但聽說靖子的鄰居是石神哲哉，他立刻懷疑強勁的對手可能不是美女嫌疑犯，而是他的老同學，天才數學家石神。

天才向來是孤獨的，湯川雖有知識份子的優雅，洞澈表像的銳利，睥睨他人的自負，卻讓他的人際並不隨和。石神的孤獨則來自他只專注數學，不拘生活小節，外表邋遢不修邊幅，在他人眼中徹頭徹尾是個怪胎。迎接二人的未來卻是不同的命運分野，湯川順利走在學術道路上，在大學擔任副教授，是個受學生崇拜、同儕肯定的專家學者。相對之下，石神因造化弄人，走上不同道路。他因家庭發生變故，只得放棄繼續深造的機會，進入高中教數學。對於血氣方剛的中學生，學者型的教師絕對不討好。大才小用、懷才不遇，除了數學，他的人生充滿空虛而無力，每天到校途中經過公園遊民區，行屍走肉的人生，和那些遊民有何差異，這樣的人生可有活下去的意義？

萬念俱灰的石神選擇尋死，扭轉命運的門鈴聲卻在此時響起，改變了石神與花岡母女的命運。門外站著花剛靖子與女兒美里，她們剛搬到隔壁，向鄰居做友好拜訪。花岡母女美麗的眼睛深深的吸引石神，空洞的人生裡，他從未被什麼東西的美麗吸引、感動，也從不了解藝術的意義，然而這一瞬間，他全都懂了，他發覺那和解開數學題的美感在本質上是相同的。邂逅花岡母女後，石神的生活為之一變，自殺念頭煙消雲散，重獲生命喜悅。

對石神而言，花岡靖子是他在人生絕望時重生的希望，因此他把對花岡靖子的愛看的比生命更重要，愛使得絕對理性的他落入感性的陷阱。靖子和美里鑄下大錯，失手殺了富樫，他來不及阻止，卻沒有任何苛責，即使這可能是他絕不會犯的錯誤。就像湯川推理殺人兇手應該是花岡母女，內海薰認為石神有可能是同夥。湯川說如果花岡靖子一開始就找石神幫忙，石神一定會想其他的方法來解決，他絕不會選擇殺人，因為殺人不是最符合邏輯的解答，所以他不會做這種蠢事。是的，殺人是解決不了難題才會採取的下策。只是石神從沒想到如此重視邏輯的他，會有為了愛而出此下策的一天。

既然富樫已死，花岡母女的錯誤已無法挽回，如何隱瞞殺人罪證，製造完美的不在場證明，成為石神專注的新目標。內海說每個犯人多少都會犯一些錯誤，湯川說石神不會。內海說他是數學天才，但對殺人並不內行。湯川說殺人對他來說比數學簡單。

數學需要的邏輯的確比殺人複雜多了，事件推理的邏輯通常是｢利用已知事證，證明誰是殺人者｣，《嫌疑犯X的獻身》的推理邏輯原是｢利用已知事證，證明花岡靖子是殺人犯。｣石神卻善用數學天才的才能，設計了花岡靖子的完美不在場證明，但其實那是一個無效的數學證明題。

為何花岡的不在場證明如此完美，而且警察偵辦發現她所說均屬實？原來石神明白最完美的不在場證明就是說實話，所以他出的證明題是讓花岡靖子和美里不必說謊，因為那天並非富樫被殺當日，而是隔日。他偽造替身方案，殺了流浪漢代替富樫。

如果警方偵辦在這裡畫下句點，石神和花岡母女都可以回歸原來的生活，他們過著各自的生活，他仍然只是那個每天買一個便當的鄰居，這樣就好。

可是湯川介入了，他猜到這些都是石神的安排，只是石神的目的何在？他問石神：提出一個很難解答的問題和解答那個問題哪一個比較困難？內海問石神聽說他出的考題很難？石神說都是盲點問題，例如看起來像是幾何問題，但實際上是函數問題，只要改變想法就能解開。經由內海提醒，湯川終於解開石神的命題，原來他們一直在錯誤的命題上證明。看似一個數學的幾何和函數的解題，其實是愛的盲點。他解開了謎題，卻不懂石神為何這麼做？他可以故佈疑陣，但不必沾血，因為殺人是解決不了問題的下策，石神這麼做是因為無計可施嗎？他想起石神說羨慕他總是這麼年輕的話，石神原本不是一個在乎自己外表的人，湯川發現他戀愛了〭

原來從一開始他幫助花岡母女處理現場時，就已決定以｢犧牲｣救贖花岡母女。然而他的犧牲卻奪走一條無辜者的性命，就算對方是個流浪漢，還是一個生命。湯川指責他：｢你把毫無關係的人，當成是時鐘的齒輪，為了所愛的人，奪走另一條人命。世界上沒有無用的齒輪，只有齒輪本身能決定自己的用途。｣即使流浪漢，也有自己的自由意志。

最後他對石神說，他把聰明過人的頭腦，用在這種事上，實在令人萬分遺憾，他說：｢我很難過，也很遺憾失去我在這個世界上獨一無二的勁敵。｣

而石神在拘留所見到投案的靖子時，卻跪地嚎啕大哭，他所做的這一切，如果無法保全靖子，有何意義？他以為自己的設計絕對完美，他願意犧牲來捍衛他的愛〭然而他無法計算的卻是人心，他可以為愛犧牲，卻沒想到靖子也可以為愛回報他，只是這份愛都讓他們付出了代價〭

湯川無法無法釋懷石神濫用天才，他對內海說：｢如果石神沒有愛上她，就不會犯罪了，沒想到他竟能愛一個人愛到這個程度。｣內海說他是因為花岡母女才活了下來〭

無論遇見花岡母子對石神而言是幸還是不幸？都見證了愛情的力量，是理性的人所無法理解的，就像石神選擇非理性的獻身，那絕對不是數學所能計算的答案。