西の高校生探偵、服部平次（松坂桃李）が剣道の遠征試合のため、大阪から帝丹高校にやってくる事に。東の工藤、西の服部と並び称される２人。だが、工藤新一（溝端淳平）も平次も会った事がないライバルを気にしつつも無関心を装っていた。幼馴染みの遠山和葉（岡本玲）と帝丹高校に向かう平次はひったくり犯に遭遇。毛利蘭（忽那汐里）と下校していた新一もひったくり犯に気付き、犯人目がけてサッカーボールを蹴り上げる。
ボールはひったくり犯に直撃し、平次は倒れたひったくり犯を押さえ込む。ボールはそのまま近くの家へ飛んでいく。その直後、窓ガラスが割れる音がして、音楽が漏れ聞こえてくる。すると近所の犬が音楽に煽られるかのように騒ぎ始める。新一が謝罪のため、その家の玄関の前へ向かうと、中からもっと大きなガラスの割れる音が響き、続いて女性の悲鳴が聞こえてくる。この後、音楽は止まり、それと同時に犬も吠える事を止める。
悲鳴を聞いた平次はひったくり犯を和葉に押しつけ、新一のいる玄関の前へ向かう。平次は俺に任せろと言って新一を押しのけ、新一はその態度にムッとする。その時、この家に住む、富士丸吉乃（岩崎ひろみ）が帰ってくる。平次が事情を説明すると、吉乃は玄関を開け、２人を庭にある離れへと案内。中には夫の作曲家、富士丸一雄（大浦龍宇一）とアシスタントの中嶋日出子（大村彩子）がいるという。吉乃は２人が酷いケガをしているのではないかと心配する。するとドアが開き、顔面蒼白の一雄が姿を現す。吉乃たちが中に入ると、日出子がソファに横たわった状態で絶命。日出子の首もとには大きなガラスの破片が突き刺さっていた。
この後、所轄の森亜正義刑事が捜査を開始。日出子に刺さったのは天井からワイヤーで吊された大きな写真が入った額のガラス。突然の事で記憶が曖昧だという一雄はボールが額にぶつかってガラスが割れたと証言。だが、平次はひったくり犯に当たり、窓まで割ったボールには、額のガラスを割る勢いはないと一雄の発言に反論する。
平次に名前を聞かれた新一は正体を明かさず、戸伊流（どいる）という偽名を名乗る。事故ではないと判断した新一は平次のお手並みを拝見しようと考えていた。新一同様、事故に見せかけた殺人事件と推理する平次は、一雄が何故すぐにドアを開けなかったのかを問い詰める。突然の事に動揺したと訴える一雄だったが、平次はそれなら音楽を止めたのはおかしいと指摘。さらに大音量で音楽を聴きながら繊細な作曲ができるのかと追及する。平次は日出子がソファにいた事から、一雄が日出子と浮気していたと推理する。
吉乃は一雄が日出子と浮気していた事を半年前から気付いていた。一雄は浮気がバレないように大音量で音楽を流していたのだ。吉乃によれば、日出子は早く奥さんと別れなければ浮気していた事をバラすと一雄を脅迫していたという。新一は話を聞きながら壁のコルクボードに貼られた１枚の受取票に注目。さらに新一は大きな壁を見て何かに気付く。東の工藤、西の服部と並び称される高校生探偵２人は、殺人トリックを見破り、犯人を突き止めることが出来るのか？
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