片頭一開始劇中的女主角難波胡桃就強調「世界上大部分的人都沒意識到，
支配這個世界的是幾個數學公式。」
淺尾奈津子因為賭博撲克牌輸了不少錢，為了贏回賭金所以來到了大學找就 讀數學系的難波胡桃幫他出口氣，因為淺尾奈津子認為就讀數學系的同學應該很 會玩撲克牌。
淺尾：「你看上去很擅長(撲克)，因為你是數學系的。」
難波：「是的，我從來沒輸過。」
其實，難波胡桃從未玩過撲克牌，所以當然沒輸過，這個對話雖然會讓淺尾
認為難波在玩撲克牌上戰無不勝，但其實難波卻沒贏過一場，所以在邏輯上邏輯上邏輯上邏輯上是沒 有矛盾的。故事就是起端於這樣簡單的邏輯對話。
但也因為難波這般有信心的回答，淺尾就把贏回賭金的重責大任教給了難波。到 了賭場後，賭場內賭客一一介紹後，賭局就開始了。該賭局玩的是梭哈，其規則 類似台灣年輕人常玩的『大老二』。一開始女主角難波從一名賭客的金屬大項鍊 的反射得知該賭客的牌為 one pair（一對），即有兩張號碼一樣，另外三張為其 它號碼（花色不拘）。影片截圖如下：
圖 4.1.1：日劇數學女孩第一集
時間 4:00 之處難波馬上用排列組合搭配機率算出拿到此牌組的機率約為 42.26％，當然機 率越低表示此牌組合越難拿到，在遊戲規則裡有較高地位的順序。由於幾位對手 手上的牌並不大（即順位不高），第一盤就讓女主角難波輕鬆拿下。這其實是一 般賭場對新賭客初來乍到所使的初始誘餌，一般先給個甜頭，然後再海削賭客一 筆。
下一盤女主角所拿到的牌是鐵支（即同一個號碼的四個花色都拿到了），在
但光從鐵支的機率值來看可以知道其發生機率極低，別人手上的牌組要贏過 女主角手上的牌組幾乎是不可能的。經過女主角心算結果，對方要贏過她的機率 只有 0.017%。影片截圖如下圖 4.1.3：
圖 4.1.3：日劇數學女孩第一集時間 5:50 之處
原以為女主角難波胡桃拿到這樣大的牌組即將為淺尾奈津子贏回賭金，但劇 情的安排往往出乎人意料之外，對手有人卻是拿到 K 鐵支，這讓女主角對數學 機率背後的意涵瞬間瓦解。也因此女主角難波也欠了那批賭徒 300 萬元。
另一方面，一家投顧公司在一場說明會上表示，該公司在 2008 年的雷曼兄 弟破產事件下還能有 20 億元的盈利，該公司表示就是靠著一組特殊的數學公 式，就在此時說明會的現場發生了爆炸事件。而在之前已經發生兩起類似的案 件，警方為了不要這種連續爆炸事件再次發生而產生更多的受害者，決定由刑事 科的伴田龍彥（劇中男主角）來負責此事。 這時警方得到一個資訊，就是此爆 炸事件跟一個因 15 年前也曾對金融單位施放炸彈而現在正關在牢房裡的囚犯湯 澤道明有關，湯澤是一位 17 歲就畢業於哈佛大學的數學天才。他在事前正確的
說中爆炸時間和地點，因此警方打算去監獄中問訊囚犯湯澤道明，在獄中的湯澤 列 6.2831853…，正是圓周率 3.14159265…的兩倍。這時男女主角們研究的方向 就往此方向繼續探討。為了更進一步瞭解為何嫌犯要用到這些數列的意義，便提
現了紅燈，長官希望他暫時休息一下。 只要正常依序發牌給四位賭徒和自己，自己自然拿到第 5、10、15、20、25 張牌
（最後一張拿到什麼就不是挺重要的），當然這時難波的牌就是台灣玩牌中俗稱 的『ACE 鐵支』。由於梭哈的打牌規則是每人取五張比大小，所以劇情必需安排 五個人或五的因數打牌才可以完成這個手法。由於 5 是質數，因數只有 1 和 5，
這也是劇情編劇者巧妙的安排。
而難波小姐一開始的出千也是為了掩飾之後的手法，這個概念在高中老師出 數學題上也是常有的，例如幾何的題目常用一些代數式子掩飾住，讓學生只看到 繁雜的代數式而放棄解題。
另一方面，爆彈嫌疑犯湯澤要求想見解出他謎題的數學家，但警方決議由警 方內部的人－山崎假裝成數學家去會見湯澤。在警方押解湯澤的行動時，難波突 然打電話給刑警伴田，告訴他之前破解的暗號可能只是陷阱，請警方多注意。在 警方押解湯澤到指定爆炸點後不久，果不其然警方中了湯澤的炸彈陷阱，而不得 不解開湯澤的手銬，不久炸彈也爆炸了，湯澤因此趁亂逃脫。這時警方強力展開 追捕行動，湯澤也在路邊搶走一台車逃離現場。當天晚間新聞立即報導警方在押 解犯人時所犯的種種過錯，造成一名『炸彈魔』潛逃。隔天難波也對自己因為暗 號解讀不周而對伴田感到抱歉，他希望能再次拿到湯澤的那些書籍，再次解讀出 真正的暗號密碼。但伴田表示這是警方自己的疏失，且嘆氣地表示若非追捕過程 遇到道路施工而禁止通行，早可將湯澤繩之以法。這時，難波聽到『道路施工而 禁止通行』是前一天才開始的，似乎又明白了什麼，…
接下來為了釣觀眾胃口，劇情在這裡埋個伏筆，期待觀眾繼續收看第二集。