水原可奈（高橋愛）は東京の高校2年の17歳。勉強は苦手だけど剣道の腕が立つ健康優良女子。何にでも好奇心旺盛で困っている人を見るとおせっかいなほど世話を焼きたくなる性分。2008年9月、可奈のクラスに転入生・燈馬想（中村蒼）がやってきた。想はアメリカの名門大学MIT（マサチューセッツ工科大学）を15歳で卒業したという天才少年。
さっそく数学の先生の証明のマズさを指摘した想はクラスから浮いてしまうが、「そんな天才がなぜ日本の高校に転入してきたの？」と可奈の好奇心に火が付く。
ある日曜日、ひょんなことで手に入れた無料体験クーポンを持って、可奈と想はスカイダイビング場にやって来た。スカイダイビングの世界選手権日本代表チームの演技を見上げていると、メンバーの一人が落下し始めた！
そのまま着地した男はパラシュートを背負っていた背中にナイフが突き刺さった状態で死んでいた。飛行機の中ではいつも通り話していたというが、高度1万フィートの上空で一体誰がどのように殺したのか！？可奈の父・水原幸太郎警部（石黒賢）も加わって、可奈と想は難解な事件の謎に挑む。
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