故事的主人公ATARU（中居正廣 飾）就是一名學者症候群的患者，他的特殊能力是麵對警察也難以破解的犯罪案件之時，發現、觀察、推理出那些細微的證據，列舉出一個個關聯事件真相的“關鍵詞”。刑警澤俊一（北村一輝 飾）和他的下屬蛯名舞子（栗山千明 飾）以ATARU提供的關鍵詞為線索，一次又一次的解決了陷入迷局的難案。 ATARU的思考能力遠超於常人，可是卻難以與人溝通。他那令人難以理解的言語和無法揣摩的行徑，常常令人們陷入惶恐。然而，他運用他那獨特的大腦所發掘的一係列不規則的“關鍵詞”，均指向了案件的真凶和事件的真相。刑警蛯名舞子則負責將阿齊列出的謎團碎片拚接起來。由此ATARU，澤和舞子三人這一奇妙的組合，便一次又一次的麵臨著各種事件…… 此外，隨著故事發展還將漸漸揭開ATARU悲慘的過去，以及他為何會出現在犯罪現場的謎團……