魔界からやって来た“『謎』喰い魔人”脳噛ネウロが開いた探偵事務所は、可愛い女子高生・桂木弥子を所長にしたこともあり、評判は上々だった。弥子は、女子高生探偵としてマスコミに取り上げられるほどの人気で、食べることが大好きな女のコ。『謎』を喰うネウロと大食いの弥子は、協力しながら事件に挑戦していた…。

弥子はクラスメートの叶絵から、奇妙な事件の調査を依頼された。賑やかな交差点で発生したにもかかわらず目撃者が一人もいない“ゼロ事件"と呼ばれる殺人事件で、最近、3件も連続して発生している。叶絵は、LINKSという携帯のコミュニティーサイトに登録しているのだが、サイト内で仲良くなった友達がその犠牲になった、というのだ…。

事務所の壁に塗り込められている死体のあかねがネウロらの新しい仲間になった。一方、弥子は叶絵に誘われ、話題の芸人・満腹太郎のお弁当付きライブに行った。ネウロは、そのライブには何やら『謎』の臭いを感じていた…。

弥子がネウロと組むきっかけとなった惨劇は、半年前の春に発生していた。弥子は、父・桂木誠一郎、母・遥との三人暮らし。その日、弥子や遥がそれぞれ学校や仕事に出かけた後、家政婦は桂木家３階にある書斎に誠一郎を呼びに行った。ノックしても出てこないことを不審に思った家政婦は、ベランダ側の血で染まったガラス窓から書斎内を覗き込み、室内に倒れている首のない死体を目撃したのだ。検証の結果、誠一郎の死体は、チェーンソーで切断されており、全身の血が抜かれている。そして、密室状態だった現場に最初に突入した所轄の巡査・竹田は、その後、なぜか行方不明になっていたのだ…。

ネウロと“下僕２号”と呼ばれる吾代の出会いは、謎解き絡み。夏のある日、弥子と一緒に、探偵事務所の場所探しをしていたネウロは、雑居ビルにある一室に、『謎』の気配を感じて入り込んだ。『早乙女金融』との看板があるその部屋は闇金の事務所で、中では、社員らしき男たちが怪しげな電話を掛けまくっている。そして、吾代もその中にいた。警察にも言えない事件を隠している、とつぶやくネウロに、男たちは急に顔色を変える。まもなく、責任者と見られる鷲尾という男が姿を見せ、３日前に、社長の早乙女がここで殺されたことを明かした…。

髪のきれいな女性を殺害して頭部を切断し、髪をセットして放置するという事件が３件連続して発生した。その猟奇的な手口から、犯人に付けられたあだ名は “噛み切り美容師”。事件のあまりの悲惨さに怒るあかねと弥子を見たネウロは、あかねを弥子の頭に合体させ、２人でオトリ捜査をするよう命じた…。

盗みを働いた場所の人間を殺害して切り裂き、その遺体を赤い箱に入れて元の場所に戻す、という猟奇殺人事件が連続して発生した。“怪盗サイ”と呼ばれる犯人が起こした事件は、今年で５件目。しかし捜査は、サイが全く証拠を残さなかったことから一向に進まなかった…。

警官が射殺され拳銃が奪われる事件が３件続けて発生。いずれの現場でも、『コップキラー』と書かれた貼り紙が発見された。弥子は、ネウロと共に興味津々で現場に出動。先乗りしていた笹塚によると、犯人は血だまりを踏んでおり、血痕はバイク置き場まで続いていたという。ネウロは、用心深い犯人がなぜ今回に限って証拠を残したのか、首をひねった…。

歌詞が日本語であるにもかかわらず、世界中の人間を虜にしてしまう歌姫、アヤ・エイジア--弥子や吾代も大ファンのそのアヤが、突然、事務所に姿を見せた。目的は、自分の周辺で発生した２件の変死事件の『謎』の究明。警察は、現場の状況を調べた結果、２件とも自殺として処理していた…。

イヤガラセ事件を起こした糸田が変死事件とは無関係と判明した。弥子は、アリバイを崩せないながらも、アヤへの疑念をふくらませた。ネウロは、弥子を連れて向かった先は、アヤのライブを生中継で放送するテレビ局の特設スタジオ…。

ドラマ出演のためテレビ局に来ていた女優の西田芽衣が局内で殺害され、共演者の野間薫子が容疑者として取り調べを受けた。芽衣と薫子は、ライバル同士。今回のドラマも、激しい争いの末に主役になった芽衣が殺されたことで、その座が回ってきた薫子が疑われていた…。

ネウロと弥子の事務所に、怪盗サイの名前で、『最後の自分像』を盗むとの犯行予告の手紙が舞い込んだ。『最後の自分像』というのは、まだ製作途中と言われている彫刻家・絵石屋塔湖の石膏像のこと。絵石屋自身は、１年前、自分のアトリエで、作品の下敷きになって死亡していた…。

弥子の指を操り、犯人が一茂だと告げたネウロは、夜のアトリエに関係者を集めて、謎解きを始めた。ネウロが犯人のトリックの再現に使ったのは、スピーカーとマイク、そして、像の影絵フイルムを仕込んだライト。ネウロの解説によると、一茂は、暗くしたアトリエの中でライトに仕込んだ像の影を映し、その像が実際に倒れるのを絵石屋に分からせないようにして、殺害したのだ…。

商店街の福引大会で温泉旅行のチケットを当てた弥子らは、山あいにある旅館にやって来た。宿泊客は、ネウロ、弥子、吾代、あかねの他、宿に向かう途中に顔見知りとなったデイビッド・ライス、露木さくら、池田蘭子、伊原則之の大学生の４人組。蘭子らは、ゼミ仲間で、デイビッドは留学生だという。弥子らは、何かに脅えているようなさくらのことが気になった…。

温泉旅行の帰り、霧が深い霧神湖の近くを通りかかったネウロら４人が、交通死亡事故現場で巨大な竜を見たという運転手と会った。地元の老人は、湖畔に恐竜博物館が出来たことを怒る竜神様の祟りだと言う。この事故に謎の臭いを感じたネウロは、さっそく恐竜博物館に立ち寄ってみた…。

雑居ビル内にあるネットカフェで火災が発生。鎮火直後の現場に行ったネウロと弥子は、捜査中の刑事・管野の話から、この火災が最近世間を騒がせている連続放火魔の仕業によるものだと知った。消防の発表によると、犯人は無臭で液体状の可燃物をばら撒いて火を付けたらしく、焼け方が一番ひどい場所は非常階段付近で、店内の個室にいた８人が重体。管野は、その周辺の通路に火をつけた犯人が、そのまま非常口から逃げたと推理した…。

電人ＨＡＬの謎を喰おうとして失敗したネウロは、その原因が３ヶ所のスーパーコンピューターにあると分析した。その３台のスパコンは、電人ＨＡＬを守るガード役。電人ＨＡＬに近付いた時、ネウロは、その３ヶ所から大量の妨害データを叩き込まれたのだ…。

橋の下に転落したネウロが無数の電子ドラッグ中毒者に襲われた。一方、弥子は、子供の頃、両親を殺したというヒグチの話を聞いていた。ヒグチの両親はネットゲームにどっぷり浸かり、仮想の世界でしか生きられなくなっていた。そんな両親に反発し、ネットゲームのサーバーに侵入して１０年分のデータを全て破壊。生きる世界を失くした両親は、絶望して自殺したらしいのだ…。

ネウロ、弥子らが搭乗するヘリは、電人ＨＡＬの居座る原子力空母から発射されたミサイルを受けて大爆発。だが、弥子と吾代を抱えたまま別のミサイルに掴まったネウロは、レーダー妨害装置を使い、無事空母の甲板に着地することに成功した…。

神経毒によるものとみられる変死事件が発生。事件の第一発見者の弥子と共に現場に行ったネウロは、被害者が赤い机の引き出しに首を突っ込んで死亡している状況を見て、捜査に乗り出した。ネウロが興味を抱いたのは、サイの犯行と見まちがうほどの赤い机。あかねに調べさせた結果、その机を作ったのが池谷という家具職人だと知り、さっそくその店を訪ねた…。

都内の公園で女性の刺殺事件が発生。被害者の顔が硫酸で焼かれていたことから、笹塚らは、顔を復元して捜査をすることになった。その頃、弥子は、整形手術を受けるという同級生・絵梨の付き添いで、黒尾形整病院に来ていた。受付をしている院長・黒尾独太の妻・美野に話しかけられた弥子は、その美しさに思わず見とれる。絵梨の話によると、この病院で手術を受ける患者は、全員が黒尾の理想の女性である美野に似てしまうとか。絵梨の手術中、弥子は、美野から様々な話を聞きながら、終了するのを待った…。

雑誌記者をしている母・遥が南米で逮捕されたと知った弥子は、ネウロに内緒でその国に乗り込み、捜査を開始。遥が収容されている刑務所近くで取材中の女性記者・筧美央から事件の異様な状況を聞かされる…。

魔女の秘密を解き明かしたい弥子、吾代、美央がシャラート村に向かう中、ネウロは、遅れて到着した笹塚、石垣の情報を元に、事件現場となったカフェで捜査を進めていた。被害者のラリッタが席の予約をしていたと知ったネウロは、そのテーブルの下でトカゲの尻尾を発見。カフェに来る常連客の顔を知るウエートレスから話を聞いたネウロは、ある人物に容疑の的を絞った…。

遺跡内の広場で、チャランゴと仮面をかぶった村人たちに捕まり、それぞれ箱の中に押し込められる弥子と美央。まもなく、美央を一方的に魔女と断定したチャランゴは、巨大な落し蓋をその箱の中に置いた。絶叫と共に、箱のすき間から流れ出る美央の血。これを見て失神する弥子の箱の上にも、同じような蓋が運ばれて来た…。

人間の形を留めない怪物に変身したサイの攻撃で、串刺しにされたネウロ。その顔にヒビが入るのを見た弥子は、止めを刺そうとするサイの注意を引き、反撃の時間稼ぎをしようと、これまでの謎の解明を始めた…。