《嫌疑人X的獻身》結局的意思是儘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著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，還用自己縝密的思維設下了一個局，讓警察將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跡，最後找出了事情的真相。