徐乾（孔刘 饰）和徐荷娜（成宥利 饰）是情同手足的兄妹，两人之间感情十分要好。一场意外的车祸夺走了兄妹两人的父母，徐乾和徐荷娜就此分别，徐乾来到了澳洲，靠着偷抢拐骗维持生计，徐荷娜则被有钱人收养，成为了养尊处优的千金小姐。 尽管生活衣食无忧，但徐荷娜的生活却并不幸福，她无时不刻不在思念着徐乾，与此同时，新家庭里怪异紧张的气氛让她十分没有安全感。徐荷娜决定离开这个家庭，她来到了海洋馆，并在这里找到了一份工作。姜东河（南宫民 饰）是海洋馆的馆长，他被徐荷娜的坚强和善良所吸引，很快就坠入了爱河。与此同时，徐乾意外得知了妹妹的消息，他毅然决定回国，不仅为了再续他和徐荷娜之间的兄妹情缘，更因为他有一件十分重要的事情需要徐荷娜的帮助。
就读于东都大学数学系的难波胡桃（桥本爱 饰）是一个认为世间万物都可以通过公式和数字找出规律的女孩，在这个浮华的世界里，遨游于数学海洋中的胡桃单纯可爱，完全不知世间险恶。在因扑克赌博欠下300万日元债务的愁人关头，她邂逅了来学校寻访暗号专家森崎教授的初音署刑警伴田龙彦（高良健吾 饰）。伴田精明干练，却总是郁郁不得志。胡桃运用自己出色的数学才能协助伴田解决了天才数学家设下的爆炸迷局。以此为契机，这两个性格别扭的男女在命运的安排下组成搭档，朝着一桩桩高智商犯罪的考验携手冲去…… 本片根据蒔田光治的原作改编。
増加する水上犯罪を取り締まるため、警視庁は「東京水上警察署（水上署）」を発足。しかし、そこに集められたのは、経歴も価値観も異なるバラバラの集団だった。所轄刑事として20年以上働くリーダー・碇拓真（いかり・たくま）、本部から異動してきた上昇志向の強い刑事・日下部峻（くさかべ・しゅん）、船の操縦を担う海技職員・有馬礼子（ありま・れいこ）ら、個性豊かな水上署のメンバー。そんな彼らが、東京の海や川で起きたあらゆる犯罪に挑み、事件解決を通じてチームとして結束していく。
