一名患有健忘症的流浪汉接受了一次实验性的医学手术，醒来后发现了一种新的能力，可以看穿人们心中最深的伤口，模糊了现实和幻觉之间的界限。
在历次的对抗中，倔强女孩笠原郁（荣仓奈奈 饰）和魔鬼教官堂上笃（冈田准一 饰）的默契与感情不断加深，彼此的心也越来越近。为了迎接即将到来的“艺术祭典”，图书队决定出借具有重要象征意义的《图书法规要览》在祭典上展出，为此专门安排了最高级别的安保工作。谁知良化队早就听到风声，接连派出大队人马势要夺走这本仅存的要览。在一连串事件背后，手冢光（福士苍汰 饰）哥哥——效力于文部科学省手冢慧（松坂桃李 饰）则致力推行着他的“未来计划”。图书队何去何从…… 本片根据作家有川浩的“图书馆系列”改编。
