「世界一の探偵になりたい」という強い願いを持つ中学1年生・キュウは、夏休みに小さいころからの夢をかなえるため、忍者屋敷のような雰囲気のある1軒の建物にやってきた。そこは、元警視庁刑事で、伝説の名探偵といわれる団守彦が創設した団探偵学園。今回、この団守彦の後継者育成クラス「Qualified Class」.Qクラスの入学試験が行われることになった。

まもなく、学園の道場に入れられた受験生たちに一次試験の問題が出題された。その内容は、湖に面した冬の高原リゾート地で発生した殺人事件の犯人を推理し、その人物を尾行せよというもの。受験生たちには、被害者が死の直前に撮影した写真と、事件後に警察が写した現場写真が提示され、道場には6名の容疑者が登場した。

その6名の容疑者が次々と道場から出て行く中、キュウは、仲良くなった瞬間記憶能力を持つというメグこと美南恵の話などから、ある人物の尾行を開始した。途中、受験生をまこうとする犯人の動きを、視力4．0が自慢の遠山金太郎、通称キンタの能力によって見事乗り切ったキュウ、メグらは、更なるワナを抜けて、二次試験会場行きのフェリーに乗り込むことに成功した。船上では、すぐに筆記による二次試験が始まった。一次試験の会場でキュウと顔見知りになった三郎丸豊は、自信満々で自分がIQ180の東大生だとアピールする。

やがて試験中の真木（東根作寿英）が立て続けに50の難問を出題。答案用紙が回収されて程なく、受験生たちがとある島への上陸を許された。選から漏れたキュウ、メグらは、がっくりと肩を落とす。だが、合格したのは、船に残った受験生たち。船上にいたキュウらは、そのまま最終試験が行われる絶海の孤島へと向かった。

宿泊施設になる島の洋館に到着したのは、キュウの他、メグ、キンタ、三郎丸、カズマこと鳴澤数馬（松川尚瑠輝）、リュウこと天草流（山田涼介）の6人。車椅子に乗った団から、合格者の枠が4人と告げられたキュウたちは、そのまま宿舎に入れられた。

まもなく、試験官の片桐（鈴木砂羽）から奇妙な記号がいくつも書かれた用紙を渡された6人は、“地図” “磁石” “水” “食料” “ライト” “ロープ”のどれか1つのアイテム、そして、各自1枚のカードを受け取った。このカードは、すべての試験終了後、足手まといになった人物の名前を書かなくてはいけないのだ。

キュウら6人は、互いに牽制しあいながら問題を解いて宿舎に戻る。そして、食事の時間、カズマが、二次試験での三郎丸のカンニングをばらしたことから、食堂は険悪な雰囲気に包まれた。

そして、翌日、ついに事件が発生した。なんと三郎丸が、宿舎近くの資材置き場にある倉庫の中から、焼死体で発見されたのだ。倉庫の入り口には、なぜか大きなコンクリートの塊があり、事件現場は密室状態。団や、真木、片桐らは、三郎丸が自殺したと告げ、最終試験を延期すると宣言した。

しかし、三郎丸の死に疑問を抱いたキュウは、フェリーが出発するまでに証拠を見つけようと、メグと一緒に調査を開始して――。