持ち前の鋭い洞察力で、数々の難事件を解決してきた警部補・古畑任三郎（田村正和）。多感な少年時代、古畑は、ある人物に出会い、大きな影響を受けていた。
　中学3年の春、15歳の古畑少年（山田涼介）は、家庭の事情で、東京からとある田舎の中学校に転入する。古畑は、村に唯一あるスナックで働く母親（石田ゆり子）とふたりで暮らしていた。3年A組の担任・並木（吉田玲奈）は、古畑をクラスの皆に紹介すると、隣の席の音吉（タモト清嵐）に彼の世話係を命じた。音吉たちは、都会の雰囲気を身にまとい、髪型も話し方も変っている古畑のことを好奇の目で見ていた。クラスメートから離れ、いつもひとりで推理小説を読んでいた古畑が唯一心を開いていたのは、科学教師の野々山（原田泰造）だった。
　そんなある日、学校の花壇が何者かに荒されるという事件が起こり、濡れ衣を着せられた音吉を古畑の名推理が救う。この一件はたちまち学校中に知れ渡り、古畑のもとにはさまざまな相談事が持ち込まれるようになった。古畑は、音吉の勧めもあって、村はずれにある小屋に看板をかけて探偵事務所を開く。すると、そこに村役場の助役・蒲郡（甲本雅裕）や、和尚（石田太郎）から、数々の相談が持ちかけられ、その際、古畑は、和尚の孫娘でクラスメートの明日香（福田麻由子）と親しくなった。そんな折、古畑と音吉は、野々山から、とある依頼を受ける。