《嫌疑人X的獻身》結局的意思是盡管揭開事實的真相會讓人感到痛心和難過,但法律還是默默守護了這個世界的溫暖。陳婧不小心殺死了自己的前夫,喜歡陳婧的石泓知道後為了給陳婧脫罪殺人,陳婧知道後決定自首,兩個人都被判刑了。
石泓之前陷入數學困境,想要上吊自殺的時候,是新搬來的陳婧正好帶着女兒來打招呼而救了他。石泓一開門看見笑容燦爛溫暖的陳婧後讓他覺得是陳婧救了自己。後來陳婧失手殺死了自己的前夫,石泓知道後幫助陳婧處理了屍體,還用自己缜密的思維設下了一個局,讓警察将殺人的嫌疑轉移到自己身上來。
就在大家以為殺人犯真的是石泓的時候,協助警方查案的唐川卻看出了端倪,唐川和石泓少年時期就是好朋友,他們兩個人都喜歡數學,智商很高,所以唐川抓住了石泓設的局中一些蛛絲馬迹,最後找出了事情的真相。