东京都近郊接连发生无差别连续爆破事件。光天化日，众目睽睽之下，一辆正在行驶的公交车突然爆炸，车上乘客全部遇难，其中一名被割去舌头的女性其身上所捆绑的炸药正是这起惨剧的肇因。这一系列动机不明的异常案件引起警方相关部门的高度重视，性格粗鲁但热血正义的茶屋（
江口洋介 饰）正是搜查组中的一员。
茶屋调查至嫌疑人绿川纪子（
二阶堂富美 饰）的藏身地点，却听到绿川与另一个男人搏斗，随后炸毁藏身地逃走。那名男子（
生田斗真 饰）被茶屋带回总部，除了知道他叫“铃木一郎”外，其他个人信息一概不明。此后铃木作为爆炸案的共犯接受精神鉴定。负责医生鹫谷真梨子（
松雪泰子 饰）发现铃木迥异于常人，各项测试结果平均得令人难以置信，行为举止则如机器一般精密。这一切促使真梨子尝试调查铃木的过去。
经过一番追查，铃木那不为人知的黑暗身世渐渐浮出水面。他本名入陶大威，父母在他很小时便死于一场交通肇事逃逸事故。此后大威被家境富足的祖父入陶伦行（
夏八木勋 饰）收养，然而祖父并未提供孙儿温暖的呵护，而是在他心中播下复仇与憎恨的种子。伦行利用大威超越常人的天才智商，将其打造训练成丧失感情被周遭称为“脑男”的杀人机器。为大威的悲剧经历所触动，真梨子无论如何希望帮这名青年找回失落已久的人性。与此同时，茶屋经过一系列的调查和推理后察觉，铃木之前想要杀害嫌疑犯绿川。
不久之后，运送铃木的囚车遭到绿川纪子和水泽尤里亚（
太田莉菜 饰）的袭击，她们此行的目的正是要将与绿川命运相似的铃木带走。争斗中水泽被铃木击中，囚车也被引爆，混乱中绿川和铃木趁机逃出。一周后，绿川劫持真梨子现身医院，警方将这座随时可能发生剧烈爆炸的建筑物团团围住。不久，铃木出现在绿川面前，盘根错节的恩怨，最后的决斗拉开序幕。
扮演连环炸弹恶魔的二阶堂在片中有一幕被生田勒头的场景，导演说“还要勒得更紧些”，生田按着导演的要求做，结果”FUMICHAN吧嗒一下就倒下了，这件事成为生田的阴影“，生田透露幕后惊险的心情。二阶堂被导演要求“要变成病态瘦的模样”，于是她进行了装绝的减肥工程。她称：大家几乎是带着“去死（般拼命）”的状态去演的。被勒头的时候，差点晕厥过去，这是一种未知的（恐怖）体验。
为了表现出画面的逼真和魄力，片中袭击人的画面几乎全都是肉搏战。除此之外，《脑男》进行了大规模的外景拍摄。生田与无差别连环爆炸案犯人进行对决的一场climax戏就是在富山县内的一家已经决定拆毁的5层高的综合病院取景。
男女观众比例为35:65,20-30岁的观众占27.2%，16-19岁的观众占22.3%，40-50岁的观众占18.7%。观赏动机占比最高的两项分别为“对故事感兴趣”(25.6%)、“是生田斗真的粉丝”(20.7%)。
《脑男》是一部非常有野心的作品，论述着当代日本冷漠社会下的百态景致：如犯罪者的稚龄化与追寻病态又瞧不起成人社会的反叛思想，犯罪者视自己残害众生如蝼蚁的行为犹如承领天命，两个彷佛像是“中二病”的青少女把犯罪快感当成认同感，强化了彼此存在感，甚至还认为与社会私刑制裁者“脑男”是天造地设的一对。他们都是社会的异类份子，无法被主流价值观认同，自成一格地与社会对抗。（中时电子报评）