《明星大侦探之头号嫌疑人真相版》围绕一桩离奇谋杀案展开。当红女星林悦（王鸥饰）在拍摄现场意外身亡，警方初步判定为自杀，但私家侦探陈默（乔振宇饰）发现诸多疑点。他与天才少年黑客阿昊（黄明昊饰）、活泼记者小洁（吴映洁饰）及冷静法医魏然（魏晨饰）组成调查小队，深入娱乐圈暗流。随着调查推进，他们发现死者生前掌握着足以颠覆娱乐圈的惊天秘密，而每个嫌疑人都有完美的不在场证明。团队在蛛丝马迹中抽丝剥茧，最终揭开幕后资本操控的黑色产业链，真凶竟是看似最不可能的那个人。案件背后，更牵扯出三年前一桩被掩盖的剧组意外死亡真相。