神尾观铃(川上伦子 配音)自小体弱多病,孱弱的身体令她无法去学校上课,只能整日待在家中。然而,观铃却并没有因此而变得郁郁寡欢,因为她相信,自己总有一天会遇见传说中的那个少年。国崎往人(小野大辅 配音)是一位旅行中的人偶师,他一直在寻找母亲所告诉他的“在空中的少女”。当往人遇见观铃之时,他发现,也许观铃正是他想要寻找的那个人。
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。