在繁华的大都市中，石神是一位默默无闻的数学教师。他过着与世隔绝的生活，唯一的慰藉是每天在街角观察一对母女——靖子和她的女儿美奈。然而，命运却将他的平静生活彻底打破。
某日，靖子因不堪忍受前夫的骚扰而失手将其杀害。石神得知这一消息后，决定挺身而出，帮助靖子掩盖罪行。他利用自己深厚的数学知识，精心策划了一场看似天衣无缝的谋杀案。从伪造现场到转移警方注意力，每一个细节都被他计算得滴水不漏。
与此同时，物理学家汤川学介入了案件调查。作为石神多年的好友，他敏锐地察觉到了案件背后的异常之处。随着调查深入，汤川逐渐揭开了隐藏在表面之下的真相，并开始怀疑这一切是否真的如表面所见那么简单。
影片通过紧张刺激的情节发展，展现了人性深处最复杂的情感纠葛。石神为了守护心爱之人不惜付出一切代价，甚至牺牲自己的生命；而靖子则在道德与情感之间挣扎徘徊，最终做出了令人意想不到的选择。
《嫌疑人X的献身》不仅是一部悬疑推理佳作，更是一曲关于爱与牺牲的动人赞歌。它以扣人心弦的故事结构和深刻的人物刻画打动了无数观众的心灵。
