私立明诚高中流传着一个“秘密授课”传说：每周四深夜，空教室会有人给特定学生讲授不可思议的课程。优等生许遥因为收到神秘邀请函，走进了那间教室，发现授课人是年轻老师殷深，课程内容竟是破解校园内外的未解悬案。随着一个个案件真相浮出水面，许遥发现殷深与自己失踪的哥哥有着千丝万缕的联系。
殷深在结课夜坦白自己就是许遥哥哥的旧友，当年哥哥因调查校园黑暗交易而失踪，他将所有证据交给许遥。
师生二人发现旧楼地下室的密室，里面藏着前几任授课人留下的线索，指向学校高层腐败。
许遥收到恐吓信，殷深为她分析笔迹，锁定嫌疑人竟是学生会主席，课堂变成审讯室。
他们跟踪可疑校工来到废弃体育馆，殷深为保护许遥被铁管砸伤，许遥第一次看到他脆弱一面。
许遥按邀请函来到教室，殷深在黑板上写下“排除法”，开始讲一起三年前的校内失窃案。
许遥在课桌里发现一枚印有猫头鹰图案的邀请函，背面写着“你想知道哥哥消失的真相吗”。