东京出现连环杀人魔，代号“蝶”。凶手将受害者摆成蝴蝶标本姿态，并在现场留下一张写有复杂微分方程的手稿。警视厅侧写师如月塔子（柴咲幸 饰）发现，方程的解对应着一个坐标，而坐标指向下一个受害者的位置。但当警方赶到时，受害者还活着，但被强迫完成一个数学证明。如月与天才数学家顾问联手破解，却发现凶手的杀人逻辑是基于“蝴蝶效应”：杀死一个看似无关的人，会导致更重要的目标在三个月后因连锁反应死亡。如月惊恐地算出，凶手的终极目标，竟是三个月后自己父亲的庭审日期——而她父亲，是当年被冤枉的死刑犯。
警视厅侧写师接手“蝴蝶杀手”案，每个受害者尸体旁都有一张写满数学公式的羊皮纸。
将数学之美与犯罪之恶结合得天衣无缝。每集破解一个方程式的过程紧张刺激，而主线套着支线的叙事结构让人欲罢不能。柴咲幸贡献了《杀死比尔》后最帅气的动作戏，结局关于正义与法律的探讨令人深思。
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