「ガリレオシリーズ」の劇場版。
不可解な死の真相を、物理学者の湯川学らが解き明かす物語で、それには物理学者独特の推理が見どころとなっています。
映画は、ある商店街の催しで一人の女学生が、多くの観衆の前でのど自慢を披露しているところから始まります。
その女学生が行方不明になって数年後に女性の遺体が発見され、死体遺棄事件として、おなじみの警視庁捜査１課の刑事草薙 俊平（北村一輝）と刑事 内海 薫（柴咲コウ）が捜査。
この二人が捜査を担当し、容疑者 蓮沼 寛一（村上 淳）として浮かぶが、完全黙秘を貫き、証拠不十分で釈放される。
物理学者 湯川 学（福山雅治）の元に、刑事 内海が相談に訪れます。
その蓮沼が、女子学生の住んでいた町に戻ってきた。
当然、街中には憎悪感が漂う中、その男は、女学生の両親が経営している食堂に現れ、挑発してくる、そんな中、この町の夏祭りのパレードが始まります。
そのパレードの当日に事件が起こります。
蓮沼が何者かに殺されてしまうが、犯人どころか、その死因さえも特定できませんでした。
動機は、女子学生を愛していた家族や、歌仲間、恋人、食堂の客など全員に動機があると同時にアリバイもあり、その上、全員が、沈黙する事態になってしまう。
ここで湯川博士の推理が始まります。
誰が、どのような方法で、死因は・・・・
ここからがこの映画のプライマックスとなります。
犯人は誰か・・・以外と思わせぶりで、少々ありきたりだったのかも知れません。
誰も善人だが、また誰もが怪しい・・・湯川博士の理論的な推理と内海刑事の軽妙なやり取り、そんな中、草薙刑事の苦悩はあまりにもこの映画の言わんとするところなのではないでしょうか・・・。
女学生の両親 なみき食堂の主人並木祐太郎（飯尾 和樹）、並木真知子（戸田 菜穂）。
他の出演者には、田口浩正、吉田 羊、壇 れい、椎名 桔平など。