《嫌疑人X的献身》结局的意思是尽管揭开事实的真相会让人感到痛心和难过，但法律还是默默守护了这个世界的温暖。陈婧不小心杀死了自己的前夫，喜欢陈婧的石泓知道后为了给陈婧脱罪杀人，陈婧知道后决定自首，两个人都被判刑了。

石泓之前陷入数学困境，想要上吊自杀的时候，是新搬来的陈婧正好带着女儿来打招呼而救了他。石泓一开门看见笑容灿烂温暖的陈婧后让他觉得是陈婧救了自己。后来陈婧失手杀死了自己的前夫，石泓知道后帮助陈婧处理了尸体，还用自己缜密的思维设下了一个局，让警察将杀人的嫌疑转移到自己身上来。

就在大家以为杀人犯真的是石泓的时候，协助警方查案的唐川却看出了端倪，唐川和石泓少年时期就是好朋友，他们两个人都喜欢数学，智商很高，所以唐川抓住了石泓设的局中一些蛛丝马迹，最后找出了事情的真相。