このシリーズの主人公、天才的な頭脳を持つ物理学者で現役の大学准教授である湯川学の愛称。
警視庁捜査一課に所属する刑事で親友の草薙俊平がことあるごとに持ち込んでくる超常現象のような摩訶不思議な事件の
からくりを、その明晰（めいせき）な頭脳で、思わぬ角度からさらりとロジカルに解析してしまう湯川に対し、
刑事たちが尊敬の念を込め、“ガリレオ”と呼ぶようになったことに由来する。
頭脳明晰、スポーツ万能、すらりとした長身に抜群のファッションセンス、まさに非の打ちどころなし……なのに“変人”という。
新人女性刑事、内海薫は、論理よりも感情を優先する、理系の苦手な熱血漢。
事件の動機や犯人の心情にはまったく興味を示さず、事件のからくりを解明することだけに意欲を燃やすガリレオとは、
対極に位置するキャラクター。この二人が次々と起こる難事件を解決して行く。
| 名 前 | 役 名 | プロフィール | |
| 主 演 | 福山 雅治 | 湯川 学 | （帝都大学理工学部物理学科の准教授、別名・変人ガリレオ） |
| 柴咲 コウ | 内海 薫 | （貝塚北署の新人刑事、理論より感情を優先する熱血漢） | |
| 共 演 | 北村 一輝 | 草薙 俊平 | （貝塚北署の刑事、湯川の大学時代からの親友） |
| 品川 祐 | 弓削 志郎 | （貝塚北署の刑事、薫の先輩） | |
| 渡辺いっけい | 栗林 宏美 | （帝都大学の湯川の助手） | |
| 真矢 みき | 城の内桜子 | （冷静沈着な美人監察医） | |
| 林 剛史 | 村瀬 健介 | （帝都大学理工学部の湯川ゼミで学ぶ学生） | |
| 福井 博章 | 小淵沢隆史 | （帝都大学理工学部の湯川ゼミで学ぶ学生） | |
| 伊藤 髑 | 森 英太 | （帝都大学理工学部の湯川ゼミで学ぶ学生） | |
| 高山 ｷ | 渡辺 美雪 | （帝都大学理工学部の湯川ゼミで学ぶ学生） | |
| 葵 | 谷口紗江子 | （帝都大学理工学部の湯川ゼミで学ぶ学生） |
| （右はｷｬﾌﾟﾁｬｰ画像） |
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