某天，一个自称二十面相（内田夕夜 配音）的男子出现在了美津子的面前，他告诉美津子自己是一名侠盗，并且邀请美津子加入他的世界和他一起去冒险，美津子毫不犹豫的答应了。 在新的世界里，美津子结识了各种各样二十面相的伙伴，然而奇怪的事情也开始逐件发生，在解开这些事件真相的同时，美津子发现，许多的疑点都指向了“二十面相的遗产”的谜团。同时，一些不知名的危险也在逐渐接近二十面相。
作品以日本著名推理小说家江户川乱步的诸多名作为原案，将乱步的幻想世界观与现代的舞台相结合。动画讲述在某所中学发生了教师被杀事件。就读于这所学校的少年小林，与前来搜查事件的天才侦探明智相遇。
