人届中年的神代广平（福山雅治 饰）曾经是执迷于优美旋律的音乐人，但当初因为某个人的离去而不再登台表演。现如今他在企业中担任心理医师，生活中则与前乐队主唱的妹妹夏希（水野美纪 饰）。如同恋人，又如同知己。在某汽车修理厂，神代偶然结识了名叫佐野樱（藤原樱 饰）的女孩。樱其貌不扬，因口吃的毛病而封闭内心，鲜少与人交流，只有和从小一起长大的真美（夏帆 饰）、空一（菅田将晖 饰）在一起才可以坦然敞开心扉。为了帮助樱适应社会，神代和夏希尝试让女孩以歌唱的方式表达内心。 樱的歌声直抵心底，她对神代充满了信任和仰慕，而神代似乎也从她的身上看到另一位女孩的影子……
《科搜研之女》这个推理系列剧在日本众多的推理剧中有其独特的风格和存在感，那就是极强的专业性，这个作品就是站在科学搜查研究所的角度，通过科学的力量为破案创造条件，这个系列已经延续11年，每次电视剧拍摄，日本科学搜查研究所都会全力支持配合，剧中一些主要演员出演科学研究员的角色已经数年甚至十几年，对于科搜研这个单位的各类仪器和一般性工作都非常熟悉，有评论说这个系列的一些主要演员已经具备了通过科学调查侦破现实中一般性案件的能力，从中也可以看出本剧极强的专业性，有人说本剧是日本版的【csi】，但实际上两者还是有一定区别的，【科搜研】更强调科学研究，所有事件都是从科学调查研究角度来分析，而【csi】相对更多元化一些，是案件现场各类搜查的集合体。
冰河卫（江口德子 饰）是衔着金汤匙出生的千金大小姐，从小就过着富足的生活，长大之后，她更是将全部的心思都投入到了工作和赚钱上。冰河的努力令她获得了社会的肯定，某一年，她甚至得到了白金年度女性奖。可是，再多的荣誉也无法填补冰河内心的黑洞。父母早逝的阴影从小到大一直伴随着她，令她封闭起内心，不愿意流露任何的感情。虽然冰河事业无比的成功，但是在生活里，她却没有一个能够交心的朋友。 春野优（赤楚卫二 饰）的境遇和冰河恰恰相反，他出生于贫困的家庭中，虽然生活拮据，但他却是在父母和兄妹的爱之中成长起来的，因此，春野总是能够扮演那个给予别人关怀的角色。这样的春野，在机缘巧合之下来到了冰河所经营的公司里做实习生。
