中学三年生の少年『キュウ』は、母親の『小百合（さゆり）』に頼まれ夕飯の買い物に行く途中、ちょうど銀行から出てきたばかりの初老の男 『中島芳男（なかじまよしお）』とぶつかってしまう。ぶつかったはずみで、思わずお金をぶちまけてしまう中島。キュウは慌ててお金を拾って返すが、 金額をあらためた中島は「一万円札が一枚足りない！」と怒り出す。身に覚えのないキュウ。そこに地面に落ちた金額を正確に言い当てる少女『美南 恵（みなみ めぐみ）』が現れた。恵は特殊な能力『瞬間記憶能力』の持ち主だったのだ。中島と恵の話から、消えた一万円札が中島の持つ傘の中に落ちたと推理したキュウは、その中からみごとに一万円札を見つけ出し、やっとのことで誤解は解ける。中島と別れ家に向かうキュウと恵。だがふたりは、途中の工事現場で人が飛び降りるのを目撃する。

工事現場での事故がきっかけで、『団ディティクティブ・スクール＝DDS』の入学試験を受けることにしたキュウは、そこで恵＝メグと、金太郎＝キンタと再会する。日本一の名探偵『団 守彦（だん もりひこ）』が設立した学校だけあって、試験会場には、それぞれに特技を持つ天才や、現役の探偵なども集まっており、その中には小学五年生にして、数々のヒットゲームを世に送り出している天才プログラマーの『鳴沢数馬（なるさわ かずま）』や、メグの知り合いの現役東大生『三郎丸豊（さぶろうまる ゆたか）』もいた。第一試験が始まった。この試験は、スクリーンに映し出されたヒント映像と、与えられたその他の情報をもとに犯人を推理し尾行するというもので、学園関係者数人が異なる容疑者に扮するという実際の事件顔負けの難試験だ。だがキュウは、一瞬にして犯人とおぼしき人物を見ぬいてしまう。

犯人とおぼしき人物を追う、キュウ、メグ、キンタ、カズマの四人は、徐々に険しい山の中へと入っていく。 それを三郎丸が追いかける。ところが途中で犯人を見失ってしまう。だがすぐに犯人は見つかり、ほっとしたのも束の間、今度は深いガケに行く手を阻まれてしまうのだった。橋もなく困り果てた四人は、そこにあった数本の材木に注目。何とか橋をかけようとするが、どれも短くて使えない。そんなとき、カズマがうまく材木を組みあわせ橋をかける方法を見つける。 ガケを渡り、尾行を続ける四人は今度はつり橋を渡ることになるが、先につり橋を渡った三郎丸の策略により、 橋が壊れ、キュウとメグが川に落ちてしまう。キンタ、カズマとはぐれたキュウとメグは、キンタたちが残してくれた目印を頼りに、 少し遅れて試験会場に向うが、その途中、ガケ下に落ちた登山者を発見する。

ある日、Aクラスの捜査実習に立ち会う事を許されたQクラスの四人は、早速事件現場に向う。被害者はF1などのスポーツ評論家の『大鳥 貢』。死因は、自宅の上の階から落ちてきた石像つきのプランターが被害者の頭にあたったことによる脳内出血だという。死体の発見場所は、書斎のデスクの前。そして、被害者は、それまで使用していたパソコンに謎のメッセージを残していたのだ。一見無意味な文字列を見たカズマは、それが暗号であると考え、自作の暗号解読ソフトを使っての解読を試みる。キュウたちも協力して事件を解決しようとするが、カズマは「この事件をひとりで解いて見せる」と息巻く。カズマはこの事件を見事解決して、キュウたちと離れ、エリートクラスのAクラスへクラス替えしてもらおうと考えていたのだ。だが、あらゆる方法を用いてもメッセージの謎は解けずに焦る。