新人刑事・彩雲真空（吉岡里帆）や鑑識課の若きエース・又来康知（磯村勇斗）も夢中になっているミステリー作家・日下部秋斗（向井理）。“ミステリーの貴公子”ともてはやされる彼は、小説を出せばすべてベストセラー、おまけに写真集やCDまで出すなど、アイドル的人気で世を席巻している。そんな彼には、時効になった事件を“趣味”で捜査する男・霧山修一朗（オダギリジョー）が思わず興味を抱く過去があった。実は秋斗の父で、有名ミステリー作家だった日下部光晴（古舘寛治）は25年前、自宅の書斎で発生した密室殺人事件で死亡。やがて庭から凶器のナイフが見つかり、殺人と目されたが、完全密室のトリックも犯人も解き明かすことはできず、事件は時効を迎えていたのだ――。当然のごとく、霧山はこの事件を調べることに。助手の三日月しずか（麻生久美子）だけでなく、色めき立った彩雲や康知にまで付き添われ、秋斗のもとを訪ねる。すると秋斗は自ら、霧山の捜査に協力すると言い、今も事件発生時のまま保存してある書斎へ案内。事件現場の状況や、父への尊敬の念、そして自分にはすでに密室の謎が解けていることなどを、とうとうと語る。だが、霧山は秋斗が嘘をついていると直感。だが、どの発言が嘘なのかまでは特定できず…!?そんな中、霧山は秋斗の担当編集者・芝浜保（マギー）から、秋斗と光晴の親子仲が最悪だったという情報を入手。さらなる謎解きの手がかりをつかもうと、再び秋斗を訪ね、即席推理を披露する。ところが、それが“嘘の推理”であることを、秋斗はまんまと見破ってしまい…！