名探偵・金田一耕助を祖父に持つ金田一はじめ（山田涼介）はお調子者だが、事件が起これば天才的な推理力で解決する高校2年生。幼なじみで同級生の七瀬美雪（川口春奈）、後輩の佐木竜二（有岡大貴）とともにミステリー研究部に所属している。

ある日、美雪が映画研究部の部長・蔵沢光（神木隆之介）から新作映画のヒロイン役にスカウトされ、主演を務めることに。しかし、映画研究部には“スコーピオンの呪い”という「『殺人鬼スコーピオン』の制作に関わった人間は死ぬ」という恐ろしい噂があった。スコーピオンの呪いに興味を持つミステリー研究部部長・真壁誠（浅利陽介）の発案で、はじめたちミステリー研究部の面々も映画研究部の撮影に潜入する。美雪が抜擢されたことで、主役から降ろされた黒河美穂（岡本あずさ）ら映研部員たちは不満を抱いていた。

そんな中、学校の体育館で映画の撮影がスタート。カメラがまわったそのとき、舞台の緞帳が上がる。すると、大量の16ミリフィルムで天井から吊るされた死体が現れる。死んでいたのは『殺人鬼スコーピオン』の制作に参加していた映研部員だった。警察の現場検証が行われ、警視庁捜査一課の剣持警部（山口智充）と畠山高徳（宮下純一）は、その部員に深い恨みを抱く者による殺人事件と断定。“スコーピオンの呪い”は本当だったと怯える映研部員たち。しかし、蔵沢は映画の撮影を続行すると宣言。映画の撮影が続く中、第二の殺人が発生してしまう。次々と部員が殺されているにも関わらず、映画の撮影に執念を燃やす蔵沢。はじめは、蔵沢が『殺人鬼スコーピオン』に関して何か隠していることがあると考えるが……。