- 第一章 邂逅！未來的使者
1920年3月26日下午，徹里偵探事務所的所長在半個月沒委託後接受水神蓮的找貓委託後來到了公園，在靠着櫻花樹休息時與風見司相遇，發現了司閱讀着梶井基次郎（1901-1932）的詩集，在頻道不一致的情況下對話了一會兒後司發覺穿越到了1920年，所長對此表示難以置信。
在司通過手機裏的貓叫app找到了貓後，所長相信了司的未來人身份，接受幫助司回到未來的委託並收留了司作為事務所助手，兩人之後均住在事務所。由於所長的貧窮於是二人只能睡在兩個沙發上
在二人的努力下，成功解決了大小姐不知出遠子的委託，找到了球藻，解決了所長的100日元（折合為如今的30-40萬日元）房租危機。
之後二人也解決了各種各樣的事件，二人也越來越默契，所長自豪的信賴着自己的「右腕」風見司，隨着時間的推移，二人的關係將會……？
- 第二章 出沒！奪取時間的大怪盜
受到上野博物館館長中森的委託後，所長和司開始調查怪盜「黑斯特」。當天晚上在睡前閒聊時，所長好奇如果司在這個時代和祖先碰面會如何，使司想起「弒親悖論」的思考實驗。根據在渾天儀和午炮被盜現場怪盜留下的暗號，司和所長分別前往淺草和檜物町調查。在淺草調查時，儘管有所長的叮囑，但一籌莫展的司還是決定來到所長口中不希望他前往的「雙龍館」調查。心思單純的司險些被善出老千的李梅用撲克牌賭局算計騙去賣身之際，擔心着晚歸的司的所長找到了他，並巧妙地幫他解了圍。面對表現出不同於平時的可靠一面、將自己保護下來的所長，司感到無比安心，同時也不禁被所長的魅力所吸引，當天晚上就因此做了春夢，第二天一早司偷偷洗衣服的不自然舉動也讓所長一直耿耿於懷。
順着線索找回渾天儀和午炮後，正當兩人來到博物館進行交接之時，怪盜再次現身。即便在眾人的重重包圍之下，怪盜仍然通過撒幣吸引了所長的注意力而脫身，並盜走了中森館長代為保管的古齒輪——而這才是怪盜的真正目的，追捕怪盜一事就此不了了之。
缺少委託的閒暇之中的某日，事務所收到一封不明的警告信——
「別插手別府的事」
- 第三章 恐怖！秘密寶藏與膽小鬼梅利莎
為了調查梅利莎遭幽靈纏身一事，所長和司來到不知出家住下。不過，所長完全不相信幽靈的存在以至於對調查絲毫提不起興趣，反倒對尋找與幽靈騷動發生的機緣有關的「不知出家的秘寶」幹勁十足。不過，所長不同於常人的、對低頻聲音的敏感聽力還是成功讓司弄清了幽靈騷動的真相。事件解決後，正在所長迫不及待地想繼續尋寶調查之時，司卻不留情面地點破了「秘寶」的真相——所謂的藏寶提示不過是一張戲謔意味的「寓意畫」，所謂的「秘寶」當然也只是子虛烏有。
- 第四章 崩壞！帝都櫻花燃燒於業火
「幽靈事件」結束後，事務所回歸了數周的日常：怪盜的傳聞再度出現；處理合理或不講理的委託；一封列車旅行邀請函被送到事務所，所長和司拒絕了這個太過可疑的邀請。1920年5月6日，所長碰巧沒有與司一同行動，而是與蓮一起在淺草活動，然而在這一天卻「提前」發生了關東大地震。混亂之中，兩人遇到了正在對「鬼」展開狩獵的櫻井雪葉。所長因此得知了雪葉就是向自己寄出警告信的人，目的則是阻止她調查過去的事件。
所長線的開始，從所長的視角講述了司來到事務所後所長對司看法的變化。從司來到事務所那時起，所長就深刻地感到這個來自百年後的未來的青年是個「怪人」——並不是讓她困擾的意義上，恰恰相反，司表現出來的遠遠不同於當代日本男性的隨和氣質，讓所長感到與他相處的有趣和舒適。另一方面，司對所長、對工作表現出的重情重義，乃至有些頑固之處，也漸漸讓所長為之打動。儘管屢次發生司陷入險境、不得不需要所長出手相助的狀況，但所長卻並不願因此責怪他，反倒自己對他變得越來越關心，也不得不承認自己對他抱有了些許好感。
- 第十一章 盛開！帝都櫻花絢爛萌發
梅利莎遭幽靈纏身一事解決後，聽聞事務所名聲的李梅到訪，委託尋找五年前與自己有過一面之緣的「支倉」，兩人看到留下的肖像畫一眼就認出其人正是加藤上尉[2]。正當兩人為能夠迅速將委託搞定之時，原本只在司面前出現的阿良良木直接現身事務所，帶來了其他分支的司留下的共計22份電報，向兩人宣言，這是排除所有誤差的最後機會。
- 第十二章 看穿！可視未來的才女
經過阿良良木的解釋，所長總算理解了司所被託付解決的「誤差」為何物，同時也得知了一個讓她大受打擊的事實——原本的歷史中自己的事務所一直都毫無起色，當前繁忙的業務都是拜司所賜。
在眾多的情報中，兩人決定先從身邊的人入手——尋求「茅野梅利莎」的幫助。梅利莎對兩人知道自己的本名非常驚訝，但出於對兩人的深深信賴，如實說明了自己的能力——不只是透視和未來視，最近更是有了能夠看到他人身上「誤差」的能力。藉由梅利莎的能力和電報提供的情報，大家得出結論——歷史的「誤差」的源頭正是加藤，而加藤極有可能與司相同，是從未來穿越而來。
想到自己的到來改變了周圍人的命運，為周圍人帶來了「誤差」，司陷入了憂慮與自責之中。注意到這點的所長直言自己為司給自己帶來的改變的感謝，也表示會一直支持司完成他所被賦予的使命。所長真摯的話語讓司重新打起了精神，而司也隱約察覺到自己對所長開始有了好感。
在梅利莎的能力的幫助下，所長和司得以確認他人身上「誤差」的程度。隨着各路委託人接二連三來到事務所，接下委託的同時，三人也在分析着這些人身上「誤差」的來源，藉此確認了李梅和成田與加藤深刻的關係，同時還發現了伏倉萬齋身上有着意料之外的着巨大「誤差」。萬齋身上的「誤差」，以及他此時金錢上不同尋常的寬裕，讓所長感到十分擔心，為此所長讓司對萬齋進行調查，自己則開始處理中森館長「被詛咒的小提琴」被盜的委託。
在一件接着一件的委託的調查中，原本朝夕相處的所長和司因各自忙碌而變得難以見面，兩人的心裏也因此感到寂寞——所長有時因為司不在身邊而心不在焉，司也開始為自己對所長的思念、同時又為自己給所長添了麻煩而煩惱。某天早上，以所長再次收到警告信為契機，面對故作鎮靜的所長，司心中對所長的擔心連同多日來的寂寞傾吐出來，說出了自己一直「把所長當作一位女性來看待」的心裏話。而看到司難得表現出的感性一面，所長卻很欣慰，回應以溫柔的關懷，讓司不禁想起了母親的記憶。借着拉近距離的機會，所長向司提出了賞花的邀請，司自然是迫不及待地答應了下來。於是，在約定的這天，兩人來到了相遇的櫻花樹下，享受着難得閒暇的、獨屬於兩人的時光。
在搞清楚了怪盜事件的真相後，所長召集了所有相關者——怪盜本人李梅、李梅的師傅真霧影虎、被盜的中森館長以及幕後知情的遠子和梅利莎，其中李梅、影虎和中森亦是就相關案件向事務所提出委託的委託人。藉此，驚天動地的怪盜事件被巧妙地私下化解，所長也成功地與李梅交換了加藤的情報。事情解決後，相關者身上的「誤差」也或多或少地得到削減。
數個委託解決後，所長也真切地感受到司的思維方式為自己帶來的改變。不過，看到所長和司之間關係的深入，阿良良木放心之餘也為所長而擔心，留下讓她好好考慮「僅僅這樣就好了嗎」的忠告。
一波未平，繼前兩次收到警告信後，所長又收到了措辭稱得上恐嚇的另一封信件，威逼所長回國。此時，司也明白所長一定是暗自調查着什麼，而此時的狀況已經不是可以放任不管的了。在司的追問下，所長說明了自己正在調查的事件：
所長與司相遇的前一年，所長師傅的朋友——名為山內的前海軍軍官在地熱能開發研究上取得了進展，但其成果卻被東京的另一名軍人褫奪，之後便不明不白地去世了，而調查此事的師傅也不幸逝世，留給所長的唯一囑託便是調查此事。此後，所長便時常收到警告，不過所長並未想過放棄調查，反而因這些信件而認定自己的調查方向是正確的。
得知此事後，聯想到地熱發電可能對地層造成影響，以及在其他分枝中提前發生的關東大地震，司立刻察覺到此事背後與加藤之間可能有的聯繫。利用不知出家的影響，以及預先知道的成田與加藤存在聯繫的事實，所長和司成功從成田口中確認了加藤與地熱發電一案的關聯，並問出了成田與加藤之間的具體關係——加藤幫助了一批人成為暴發戶，作為回報向其中的每一戶都索取了高達100萬日元的巨款，而成田就是其中之一。借不知出家的影響力與成田達成協議後，成田放棄了尋求「南極磁石」，雙方達成的協議成功削減了成田身上的「誤差」。成田留下了一筆錢作為感謝，在臨走之際對加藤的計劃欲言又止，並留下了「你們去過『淺草』了嗎」的奇怪提問。
不過，在成田留下的這筆錢上，所長很快察覺了別人絲毫沒有察覺的不自然之處——就連銀行職員都沒有看出，人形驗鈔機無誤。但通過影虎的鑑定，結合三枝舞帶來的假鈔的情報，所長確信這就是假鈔。根據影虎給出的線索，所長和司回想起了萬齋家中的奇怪機械。眾人來到萬齋家中，當場確認了萬齋為假鈔印刷提供設備的「罪證」——但萬齋完全是被當槍使，其本人對這批設備的用途一無所知。不過，所長等人還是問出了向萬齋下達指示的人物的身份——正是大家都熟識的、在東京站擔任站務員的櫻井雪葉。
隨着委託一件件解決，城市裏的「誤差」也被清除了不少。正當大家感覺可以鬆一口氣之時，柳樂警官出現在了事務所。雖說柳樂是事先與司有合作調查的約定，但此事卻並不為包括所長在內的其他人所知，當時在場的梅利莎更是從柳樂身上看到了幾乎與司相差無幾的「誤差」。不過，當晚柳樂和司的行動並不順利，放跑了持槍的犯人。第二天一早，司遮遮掩掩的舉止引起了所長的注意，所長也因此在心底感到莫名的焦躁。
在進行當日的工作途中，所長意外注意到了加藤的蹤跡，跟蹤的途中被對方發現，於是便抱着不入虎穴焉得虎子的想法試圖套對方的話。在所長談及萬齋的時候，加藤顯然有所動搖；但當談及柳樂之時，加藤卻一副真的置身事外的樣子，隨後便一副恍然大悟的樣子哈哈大笑——此時的加藤也明白了，柳樂一定是受到了司的影響，而所長卻並不知道這一點。這之後，加藤甚至提出用重金換取所長回國。面對冷言拒絕的所長，加藤留下了「沒有人是你的夥伴」的宣言。
面對從加藤那裏一無所獲的現狀、自己心中莫名其妙的焦躁、還有柳樂身上無從解釋的「誤差」，所長找到柳樂，得知了司背着自己協助柳樂進行調查的事實。終於，所長想明白了司行動的目的和背後的原因——司根本就不希望回到未來，因此才藉助自己所知曉的、有關這個時代發生的案件的情報，借柳樂之手阻止了原本歷史中會發生的襲擊事件，因此在柳樂身上製造了越來越大的「誤差」；進一步，回想起司曾表現出的、對他所來到的這個年代的「和平」的留戀，所長明白了自己一直認為司想回到未來只是誤解，實際司憎恨着他所來的未來——一個充斥着不幸和戰亂的平行世界。
- 第十三章 櫻色之雲 緋色之戀
被所長揭穿了自己的行動後，司向所長講明了自己在百年後的過去，以及來到這個年代後想法的轉變。面對將心聲全部吐露而出的司，所長終於感到自己真正理解了司。即便如此，所長給出的回答，仍然是要繼續完成司的委託，將司送回未來——但那並不是司所來自的未來，而是司所期望的、能夠讓司無憂無慮生活的世界。而為了將其實現，所長將與司一同，作為彼此的左膀右臂，共同戰鬥下去。
得到了司不再有所隱瞞的承諾後，所長問出了自己一直在意的一件小事——儘管已經知道有時司避開她獨自在屋裏是為了給義肢充電，但唯獨從李梅那裏救下司後那天早上，司鬼鬼祟祟地洗衣服一事讓所長難以釋懷。儘管難以啟齒，但有承諾在前，司還是交代了自己那晚做了與所長有關的春夢的事實。不成想，所長也因此意識到自己對司所抱有的情慾，當天晚上竟夜襲了司。就這樣，兩人的關係從上司與下屬變為伴侶，立下了一直陪伴彼此的約定，直到將司送回未來的那天。
- 第十四章 發明！異想天開時光機！
重新回到消除歷史的「誤差」的道路上後，擺在所長和司面前的是兩個受到巨大影響的人物——受到加藤影響的萬齋和受到司影響的柳樂。在最後一起襲擊案件的犯人被放跑後，柳樂一心對其展開追捕。為了避免進一步增大柳樂身上的「誤差」，司有必要對犯人採取行動，以免其被柳樂抓到。這個目的最終以意料之外的方式達成——犯人被加藤發現並槍殺。借着因此與加藤相遇的機會，司對加藤攤牌，戳穿了其未來人的身份，明示要阻礙加藤的計劃；同時，司也確信是加藤讓萬齋有了不屬於這個時代應有的知識。
在司與所長相遇的櫻花樹下，兩人找到了為時光機陷入深思的萬齋。在兩人戳穿了萬齋的計劃後，萬齋表現得遮遮掩掩，並乘隙從兩人眼皮底下逃走。這之後，所長和司再次試圖尋找萬齋，但此時的萬齋已經被加藤抓走，而兩人對此卻一無所知。一籌莫展之際，舞、遠子和梅利莎帶來了雪葉的情報——雪葉的身上有着與司和加藤同等程度的「誤差」。不過，與雪葉直接見面試探並沒有帶來更多的線索。
所長等人從成田口中得知了加藤在淺草有地下基地的情報後，李梅扮成怪盜潛入了那裏，帶回了萬齋在那裏研究奇怪的機器的情報。得到這件情報沒多久，所長再次收到了警告信——這次是直接被人綁着石頭從窗戶扔了進來。這一場面被來到事務所的蓮和影虎撞個正着，投信者也被影虎抓到，供出了其幕後主使——正是已經引起了所長等人注意的雪葉。
情況危急之下，所長和司來到不知出家避難。在此期間，兩人做出了最後決戰的計劃：表面上，司和所長貿然闖入加藤的基地，實則動員了所有人做了萬全的準備。藉由所長的師傅留下的暗號，司發現了加藤的真實身份——其本名為伏倉弁慶，正是伏倉萬齋的後代。藉此，兩人得以製造足以消滅加藤存在本身的矛盾——僅僅是讓萬齋的相親對象小夜子看了一眼萬齋的房間，就讓對方放棄了這樁婚事，使得加藤的誕生變得不可能；而諷刺的是，正是因為加藤綁走了萬齋，才會出現如此現狀。
計劃執行當天，司隻身闖入了加藤的基地，見到了已經將時光機原型完成的萬齋。司在與加藤的對峙中迅速落於下風，在外觀察的所長也被雪葉控制。自覺勝券在握的加藤準備把司當作棋子送去未來，並命令所長按照他所知的歷史行動。也就是在此時，阿良良木將小夜子留下的、解除婚約的信件轉交給了萬齋，足以消滅加藤存在本身的矛盾就此展現在加藤眼前。加藤陷入了存在消失的巨大扭曲之中，所長借着雪葉的慌亂一轉攻勢，向在場的所有人說明了真相，加藤只能在自己的冒進導致的結局中帶着不甘從這個「分枝」離場。
- 結局
在因果律（）的加持下，所長和司通過讓伏倉萬齋的相親告吹，即萬齋不會和小夜子結婚，導致兩人的後代加藤上尉（）在分支上消失，同時消除了歷史的絕大部分歪曲。
而餘下的最大的歪曲就是風見司本人，司在與一個又一個人告別後，最終與所長並肩坐在相遇時的櫻花樹下，在阿良良木的幫助下回到了歷史年號已經由櫻雲變為了令和，同時也沒有爆發第三次世界大戰的2020年。
在穿越回到2020年後，酷似所長的所長的曾孫女——瑪麗·克魯格跑了過來，並遞給司所長在臨終前留給司的信，司嚎啕大哭。
ED中提到，所長在司離開後回到英國學習外交和談判，在緩和對日政策上作出了巨大的貢獻，戰後回到日本做回私家偵探，記錄中顯示她為日本加入聯合國方面也出了一份力。
| 所長信件內容 |
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Dear 司：
真是太好了，你現在感覺還好嗎？
話雖如此，在你看來一百年轉眼就過了吧
我真的很羨慕啊
我已經不知道是第幾次寫這封信了，
與之相同數量的還有我扔進垃圾桶的信
是啊，最近我終於會使用電腦這樣的東西了，
話雖如此，要讀寫字的話還是很辛苦的，大概是因為已經上了年紀吧
我既想見到你又不想見到你，因為你還很年輕，我已經老了
即便如此，我還是想看一眼你的臉，但這也是沒有辦法的事
這種事不過是奢望罷了
到了現在，我想明白了，我們的心連在一起，年齡又怎能影響到我們呢
你一定也會活到和我同樣的歲數
今後也要一直走下去啊
在你未來前進的道路上
一定有着許多困難在等着你
即便是你也有可能會束手無策
但是，我相信
我親愛的助手風見司無論遇到什麼苦難都不會氣餒
希望你能順利解決
就算有一點寂寞
只要能在那瞬間想起我的話我會很開心的
我已經困了
我決定就此封筆了
我會告訴所有人不要打開它，直到它被交給你
今後也要不驕傲不氣餒
無論你未來去到哪裏
你都是我的助手
——20.04.2002 Rebecca Kruger
轉載已授權 作者：神代螢 出處：bilibili
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- 遠子線
所長和司剛剛從中森館長手中接下保管「被詛咒的小提琴」的委託，當晚事務所便被怪盜光顧，小提琴被盜走。所長顧及事務所的名譽而不願將此事公開，不過也因此再度燃起了揪出怪盜真身的鬥志，並成功在不驚動警察高層的情況下爭取到了柳樂警官的幫助。與此同時，遠子為了轉移兩人的注意力以巨額報酬提出了尋找戒指的委託。不過，所長並沒有被巨額酬金沖昏頭腦，而是決定與司兵分兩路，分別處理兩個委託。最終，在事情真相大白、遠子與怪盜的契約解除之後，小提琴終於得以還給中森館長。而對柳樂警官，所長則謊稱怪盜已死，終結了對怪盜的調查。
- 蓮線
梅利莎遭幽靈纏身一事解決後不久，事務所便接二連三接到了多項委託：
- 成田權造以1000日元的報酬委託尋找單極的「南極磁石」；
- 經蓮介紹而來的真霧影虎以100日元的報酬委託復原德國的年輪蛋糕；
- 伏倉萬齋以5日元的報酬委託放生寄居在他家中的、曾多次傷人的狼
考慮了報酬和可行性，所長和司決定優先考慮影虎的委託，但信息的缺乏卻讓這一看起來簡單的委託也變得難以進展，而兩人試圖勸說成田放棄委託、接受自己被騙的事實的嘗試也沒有成功。偶然之下，聽到萬齋有年輪蛋糕的線索，兩人也不得不優先處理他的委託，將被萬齋取名為蘭德魯夫的狼放歸野外。不過，在嘗試將蘭德魯夫放歸、結果它卻自己跑了回來之後，兩人意識到這也不是一件容易的差事。
後來，蘭德魯夫被證實是被認為已經絕跡的日本狼，在萬齋家中衰老離世後被中森館長收留到博物館，這一委託也算圓滿了結。借用萬齋製作的專用爐子，所長和司成功完成了影虎的委託。
在為這些委託而忙碌期間，所長也看出司對蓮的好感。不過，司因為顧忌自己與蓮之間存在的障礙，開始有意躲着蓮。注意到這一情況後，所長也希望為兩人做點什麼，開始潛移默化地向司傳達希望他誠實面對自己感情的想法，時不時也會偷看司和蓮獨處的場景。
司和蓮正式交往後，司向所長提出解除幫自己回到未來的委託，不過自己仍會一直在偵探事務所工作下去。司也明白自己能和蓮走到如今也少不了所長的幫助，心中對所長充滿了感激。所長明白司留在這個時代的決心重大，也希望支持司和蓮的感情，乾脆將影虎的酬金全數交給了司。
面對留下來的成田的委託，所長、司和萬齋都對如何說服成田毫無頭緒。不過在蓮的提醒下，所長和司決定打探成田的真實目的。交涉中，成田不願過多透露，但所長也看出成田的行動背後有着某個龐大到讓他不得不通過尋找永動機來獲取巨量財富的目的。為了進一步打探情況，所長指示司跟蹤成田。對金錢異常敏感的所長還注意到了成田支付的鈔票的不自然之處，更因此擔心起成田可能捲入某些事件。
在司發現成田與加藤上尉的聯繫後，所長意識到現狀中潛藏的危險，囑咐司不要擅自行動，但司還是獨自跟蹤了成田和加藤的會面。幸運的是，司並未因此遭遇危險，還從加藤的手中救下了成田。藉此，所長和司從成田口中得知了加藤那如同預知未來的超凡遠見和宏大野心。
- 梅利莎線
梅利莎遭幽靈纏身一事解決後，事務所收到了一封可疑的列車旅行邀請函，不僅目的地不明，還以一萬日元的獎金作為途中某個「謎題」的懸賞。儘管疑點重重，所長還是被巨額懸賞勾住了魂，兩人就這樣踏上了列車。令兩人意外的是，車上的乘客都是兩人認識的人。預告的謎題也隨之公佈，即需要在列車到達目的地之前判斷出正確的目的地。
成田權造的胡桃被盜後，所長便興沖沖地以自己偵探的身份將所有人召集起來進行調查。但儘管成功確認了全員不在場證明的情況，從中找出真相卻遠沒有預想的順利。此事尚未落定，更大的事件發生了——幕後策劃了這次旅行的成田在自己房間被槍殺。作為現場的第一發現者之一、也作為現場唯一的偵探，所長再次擔起了組織調查的工作。
李梅也遭到殺害後，一直兩人一起行動的司和梅利莎成了受到懷疑的對象而被軟禁。不過，打心底里相信兩人的所長仍然在與兩人交換着事件調查的情報。最終，通過分析15號房間留下的筆記，三人搞清楚了這次列車旅行的真實目的，並推斷出柳樂警官就是事件真兇。
為了取得決定性的證據，三人設計引誘柳樂警官做出下一步行動。為此，所長當着所有人的面，一通胡亂推理把罪名推給了不明真相的三枝舞，並指認其就是「茅野」的真身，並由梅利莎——真正的「茅野」——寫信引出柳樂誘使其對舞下手，藉此成功抓了柳樂的現行。
廣播劇中描繪了基於所長線的一個IF分支「冬之枝」，在這個分支中司沒有回到未來的2020年，而是選擇保留一小部分誤差和所長待在了一起。廣播劇內容為二人的發糖甜蜜冬日日常。
