《神探伽利略特别篇》是《神探伽利略》系列的第0章，讲述了汤川学与内海熏相遇前三年的一起案件。三年前的一个深夜，某海岛小屋发生了一起密室杀人案，被害人在反锁的屋内被锐物刺穿胸背，小屋也被烧毁。已为警察的草薙俊平回到母校帝都大学，邀请12年未见的老同学汤川学协助破案。汤川一行来到案发现场附近，一边享受海滩风光一边寻找线索。随着案件侦破的推进，汤川逐步逼近真相，但他尚未意识到人心也是一门科学。片中穿插了汤川与草薙的往事，草薙向汤川的学生塩野谷讲述了一起令他与年少汤川在大二结缘的案件。特别篇改编自小说《操纵》与《坠落》，与剧场版《嫌疑人X的献身》同日推出。