福山雅治演じる物理学者・湯川学が難事件に挑む東野圭吾原作「ガリレオ」シリーズの映画版3作品を一挙放送！本作はその第3弾。事件の全貌が明かされるにつれ、人物個々の意外性が露わとなる展開の妙に加え、柴咲コウの久々のシリーズ復帰も話題を集めた。警視庁の内海（柴咲）の頼みで湯川（福山）は、友人の草薙（北村一輝）の担当事件で黙秘を貫き放免された蓮沼（村上淳）に再び容疑のかかる女子高生殺人事件に捜査協力するが、被害者関係者全員にアリバイがあるパレード中に蓮沼が殺される。