Tantei Gakuen Q acompanha Kyuu, um garoto apaixonado por mistérios, que entra na prestigiada escola de detetives Dan. Lá ele se une a outros estudantes talentosos, cada um com habilidades únicas em investigação. Juntos formam a equipe Q e enfrentam casos complexos, desde crimes aparentemente simples até conspirações perigosas envolvendo uma organização criminosa misteriosa. Enquanto resolvem enigmas e analisam pistas, os jovens detetives amadurecem e descobrem segredos sobre o passado de seus mentores e sobre si mesmos, lutando para se tornar os melhores detetives do futuro.