一个单身母亲卷入致命罪行后，她的天才数学教师邻居伸出援手，而一名执着的警察也开始深入调查此案

在刑警学院任职的物理天才唐川（王凯饰）与中学教师石泓（张鲁一饰）年少相识，因彼此对数学的共同兴趣而惺惺相惜，多年后唐川在调查一桩杀人案时，身为石泓邻居的陈婧（林心如饰）被列入警方的“嫌疑人”之中，石泓与唐川因此再度重逢，而唐川却在调查中发现了更大的秘密……被迫站在对立面的唐川、石泓由此展开了一场高智商对决，一步步推动故事走向既震撼人心又令人扼腕的结局。

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天才物理学家汤川学（福山雅治饰）此次又受内海薰（柴崎幸饰）所托，调查一件不可思议命案。受害人富樫慎二被发现死在河边，面目指纹尽毁。最大的嫌疑人是他的前妻花冈靖子（松雪泰子饰），然而靖子却有着完美的不在场证明。一个人能够同一时间出现在不同地方吗？当汤川发现住在靖子隔壁的是当年的大学同学、同为天才的数学家石神哲哉（堤真一饰）时引起兴趣。　　毕业后因要照顾父母没有留校反而去高中教数学、一直生活得很落魄的石神每晚利用公用电话教靖子如何应对警察追查，靖子渐渐感到被束缚，但是由于给出的口供毫无可疑之处，警察决定放弃对靖子的调查，这时汤川却指出石神是关键人物。　　案件的真相如何？世界上真有一个人同时出现在两个地方的事情吗？本片改编自日本人气推理小说家东野圭吾06年的直木奖获奖作品。

某天，警方在一座桥下发现一具尸体，死者指纹被人恶意损毁。根据残留的蛛丝马迹信息，警方将死者的身份锁定在名叫傅坚的男子身上，进而追查到他的前妻陈婧（林心如饰）。虽然警方百般调查，却始终查不到陈婧的丝毫纰漏。万般无奈，警长罗淼找到在刑警学院任职的物理天才唐川（王凯饰）。唐川则进而得知，当年与他在学校时学业不相上下的同窗石泓（张鲁一饰）就住在陈婧隔壁。石泓现时在某中学担任数学老师，他的生活枯燥，了无生趣，似乎只有陈婧是他生命中的一道阳光。为了保护心中的女神，他不惜一切……本片根据日本推理作家东野圭吾的同名小说改编。

影片改编自日本推理作家东野圭吾的代表作《嫌疑人X的献身》，原名《完美的爱情》，后仍改为和原著接近的《嫌疑人X》。沉默寡言的天才数学家金石固（柳承范饰）每天唯一的乐趣，便是去固定的便当店买午餐，只为看一眼在便当店做事的邻居白花善（李瑶媛饰）。花善与外甥女允儿相依为命，过着平静的生活，可是有一个总来找麻烦的前夫金哲民。终于有一天，花善因不堪忍受虐待，最终手刃了前来纠缠的前夫。石固察觉花善出于自卫而杀人的事实后，主动提出由他料理善后，为此这桩犯罪设计完美的不在场的证明，保证让花善和允儿不受到牵连。负责查办此案的郑警官（赵镇雄饰）是石固的好友对花善的凶手身份确认不疑，虽然没有确凿证据，却依然执著地展开调查。到底石固使用了怎样的隐藏手法？最终他会为爱献身吗？