在未来的大都会里社会分为两个阶层。建立并策划了整个城市赖以运转的庞大机器的是以强·弗莱德森为首的资本家,他们生活在富丽堂皇的摩天大厦之内;靠劳动以双手建立了机器并日夜维护的则是广大的工人团体,他们群居于黑暗的地下城。有一天,在弗莱德森为子女修建的美丽花园中,他的儿子弗雷德对工人之女玛丽娅一见钟情,追随她进入了地下工厂城,亲历机器事故。被悲惨景象惊呆的弗雷德决定追随玛丽娅;与此同时,对工人传单不解的弗莱德森则求助于过去的科学家对头洛特汪。洛特汪建造出一个以玛丽娅面目出现的机器人,试图煽动工人暴乱,彻底摧毁弗莱德森的机器世界。没有事件可解,便无法称之侦探──号称「福尔摩斯」的大学生侦探明智恭介(中村伦也饰),不顾助手叶村让(神木隆之介饰)劝阻,缠上电影研究社社长,因为社内怪事连连:社员自杀、短片出现恐怖人脸、即将举办的合宿收到恐吓字条,令许多社员心生退意。然而,别人的麻烦正是侦探的乐趣,明智死缠烂打想参加合宿却无法说服社长。苦恼时,神祕的美少女侦探剑崎比留子(滨边美波饰)现身解围,以「不问她目的」和「她一同参加」为条件,让明智与叶村混进其中。。