本作品は『金田一少年の事件簿』と同作者陣による半年ぶりの完全新作として『週刊少年マガジン』（講談社）2001年25号から2005年34号まで連載された。ただし2004年37・38合併号から44号までの間は『金田一』の新作連載のため一時中断している。単行本は『講談社コミックス』より全22巻が発売され、2007年から2008年にかけて文庫版が全12巻発売された。2007年の連続ドラマ放送に合わせて『週刊少年マガジン』2007年30号から38号に最終回から数年後を描いたストーリーが連載され、こちらは「探偵学園Q プレミアム」として単行本化された。2006年7月時点で累計部数は700万部を記録している。

2001年4月から9月の間を舞台に「世界一の探偵」を目指す主人公、キュウが探偵学園の仲間たちと共に様々な事件を解決していく姿をヒロインの美南恵の視点を中心として描いたミステリー漫画である。

内容は原作者・天樹征丸の「漫画から出発したミステリーというのをやりたい」という考えの下、「登場人物が成長していく漫画の面白さとミステリーの面白さを共に表現する」という方針で製作されている。そのため他の推理漫画と異なり主要登場人物の多くが学生と先生であり、学生の主人公たちが切磋琢磨しあってともに成長していく姿を色濃く描いている。そのため、作品の最初と最後では主人公たちに大きな変化が見られる。各事件も天樹の「読者に謎を解く楽しさを味わって欲しい」という考えの下「ヒントは○つ」の台詞とともにヒントが提示されるなど、読者にも謎が解きやすくなるような工夫が施されている。またストーリー全体で大きな謎がいくつも散りばめられており、その謎を登場人物とともに追い求めることができるというのもこの作品の特徴である。

『金田一』新作の掲載は編集部の決定によるものであるため、さとうは前述の中断に対し『ザ・ラスト・ミステリー』のインタビュー内で「せっかくQが盛り上がってきたところで…」と不満を漏らしている。

天樹はプレミアムの表紙裏のコメントにおいて「またいつか再連載したい」と語っている。

以下のあらすじは原作のものであり、アニメ、ドラマのあらすじとは異なる。

中学生ながら天性の推理力と閃きを持つ主人公キュウは、幼いころに誘拐された際に助けてくれた探偵のおじさんを慕い、「世界一の探偵」になることを志す。その夢を叶えるために、厳しい入学試験を乗り越えて、伝説の名探偵団守彦が設立した探偵養成学校D.D.S.に入学する。

団守彦が持つ【警視庁特別公認探偵】の称号を受け継ぐ資格を与えられたクラス、通称Qクラスの一員となったキュウは、同年代で同じQクラスメンバーである瞬間記憶能力を持つ美少女美南 恵、天才的な推理力を持つ美少年天草 流、パソコンを駆使した推理をする小学生鳴沢 数馬、体力と直感が自慢の遠山金太郎たちと、時には競い合い、時には協力しながら団守彦の後継者を目指していく。

さまざまな殺人事件の捜査を行う中で、絵画・作曲・建築・工芸・陶芸など多方面で活躍した天才芸術家九頭龍匠の創作した数々の作品が、キュウたちに謎を投げかける。その謎を解いていく過程で、流が「九頭竜匠の血縁」であることが判明する。

そして、かつて団守彦が助手の命、そして自らの下半身の不自由という大きな代償と引き換えに壊滅に追い込んだ犯罪集団「冥王星」が再び暗躍し始め、Qクラスも冥王星の悪意に巻き込まれていく。流は祖父が冥王星の首領、キング・ハデスだということを知り苦悩する。そしてキュウは、そんな流の苦悩と、探偵のおじさんが冥王星との戦いで命を落とした団の助手、連城 暁であったことを知り、冥王星に負けないという意思と連城への憧れを強めていくのであった。

団が病に倒れたのと時を同じくして、キング・ハデスの最終計画「棲龍館殺人事件」が発動し、流はその犯人に仕立て上げられそうになるが、キュウと流の深い信頼はその目論見を打ち破る。そしてキュウはキング・ハデスの口から、連城暁が実の父であると告げられるも、動することなくキング・ハデスに立ち向かう。自らの敗北を悟ったキング・ハデスは、流の記憶を開放し、自ら死を選ぶ。

団は後継者の証となるメダルの欠片をQクラスに渡し、全員を後継者とすることを告げた後、この世を去るのであった。

「冥王星」が絡んでいるもの、もしくは6話以上で語られた中編以上のもの。

いずれも、原作は天樹征丸、作画はさとうふみやであり、 講談社〈講談社コミックス〉レーベルから発行されている。

• 天樹征丸（原作） / さとうふみや（作画） 『探偵学園Q』 講談社〈講談社コミックス〉、全22巻
• 2001年9月17日初版発行、ISBN 4-06-313024-X
• 2001年10月17日初版発行、ISBN 4-06-313033-9
• 2001年12月17日初版発行、ISBN 4-06-313056-8
• 2002年3月15日初版発行、ISBN 4-06-313088-6
• 2002年5月17日初版発行、ISBN 4-06-363109-5
• 2002年8月16日初版発行、ISBN 4-06-363138-9
• 2002年10月17日初版発行、ISBN 4-06-363155-9
• 2003年1月17日初版発行、ISBN 4-06-363196-6
• 2003年3月17日初版発行、ISBN 4-06-363217-2
• 2003年4月17日初版発行、ISBN 4-06-363328-4
• 2003年6月17日初版発行、ISBN 4-06-363254-7
• 2003年9月17日初版発行、ISBN 4-06-363293-8
• 2003年11月17日初版発行、ISBN 4-06-363314-4
• 2004年1月16日初版発行、ISBN 4-06-363327-6
• 2004年3月17日初版発行、ISBN 4-06-363354-3
• 2004年6月17日初版発行、ISBN 4-06-363390-X
• 2004年9月17日初版発行、ISBN 4-06-363425-6
• 2004年12月17日初版発行、ISBN 4-06-363462-0
• 2005年3月17日初版発行、ISBN 4-06-363503-1
• 2005年5月17日初版発行、ISBN 4-06-363527-9
• 2005年7月15日初版発行、ISBN 4-06-363553-8
• 2005年10月17日初版発行、ISBN 4-06-363585-6
• 天樹征丸（原作） / さとうふみや（作画） 『探偵学園Q プレミアム』 講談社〈講談社コミックス〉、2007年9月6日初版発行、ISBN 978-4-06-363880-6

2003年4月15日から2004年3月20日までTBS系列で放送された。全45話。

2003年9月9日まではTBS系列全国ネットで、火曜日18時55分から19時24分（JST）の放送枠だった。10月から「ぴったんこカン・カン」を1時間枠として放送させることになった影響で、土曜日17時30分枠のローカルセールス枠に移動した。なお、原作はまだ連載中であったため、「冥王星」やリュウの過去などのストーリーの全貌は明かされないまま、最終回はアニメオリジナルの結末で終了した。本作品以降、2016年4月に開始した『カミワザ・ワンダ』まで12年半の間、TBS制作による全国ネットアニメは存在しない。

主題歌はピポ☆エンジェルズを除いて、全てGIZA studio所属のアーティストの楽曲が使われていた。

また、2003年12月から2004年3月の最終回までは地上波デジタル放送で16:9サイズ（ハイビジョンではない）で放送されていた（当時TBS制作のアニメ作品では地上波ではデジタル放送でも16:9SDマスターを4:3左右カットすることがほとんどであったが、2009年10月期以降はフルサイズ放送に移行。なお、2007年4月以降の毎日放送および中部日本放送単独もしくは両局共同制作作品に関しては、TBSへ逆ネットする際も16:9フルサイズ放送（一部はハイビジョン制作）となっている）。

2006年7月1日に単発ドラマが、2007年7月3日から9月11日まで連続ドラマが日本テレビ系列で放送された。単発はD.D.S.の入学試験を、連続はQクラスが事件を追っていく様子を描いているが同じ世界の出来事なのかどうかは不明。主要人物のキャストは数馬を除き同一である。

単発、連続共に登場人物の年齢や一人称、性格などに変更されている部分があり、ドラマには登場しない人物も多い（詳細は探偵学園Qの登場人物を参照）。

山田涼介は、この作品がドラマ初出演であり、後に実写版『金田一少年の事件簿』にて四代目の金田一一を演じている。また、連続ドラマ化される『金田一少年の事件簿N』では、本作品でキュウを演じる神木隆之介が第1話にゲスト出演している。

• ゲームボーイアドバンス
• 探偵学園Q 名探偵はキミだ! （2003年9月18日、コナミ）
• 探偵学園Q 究極トリックに挑め! （2004年3月4日 、コナミ）
• PlayStation 2
• 探偵学園Q 奇翁館の殺意（2004年7月8日、コナミ）
• モバイルゲーム
• 探偵学園Q 消えた美少女と謎の山（2009年9月15日、レベルファイブ）

• 探偵学園Q 名探偵はキミだ! （2003年9月18日、コナミ）
• 探偵学園Q 究極トリックに挑め! （2004年3月4日 、コナミ）

• 探偵学園Q 奇翁館の殺意（2004年7月8日、コナミ）

• 探偵学園Q 消えた美少女と謎の山（2009年9月15日、レベルファイブ）

JR西日本の企画によるミステリーツアー。2002年と2003年に北陸方面を舞台にツアー参加者が手掛かりをもとに事件を推理する。金田一少年の事件簿の後継として実施した。参加者はJR西日本から発売している北陸方面の企画きっぷや旅行会社から発売されている旅行先が北陸方面のパッケージツアーなどを購入し、企画きっぷなどについてくるツアーキット引換券をJR西日本の主要駅の窓口で引き換えることが出来る。ツアーキットの中身はシナリオブックと現地で使えるクーポンブックと応募はがきである。応募はがきに真犯人の名前と事件に使用したトリックと必要事項を記入し、JR西日本に郵送した後抽選で本作品のテレビアニメDVDやゲームソフトや原作者の直筆サイン入りコミックスやテレビアニメ出演声優陣の直筆サイン入りアフレコ台本が入った探偵学園Qグッズ詰め合わせや開催地の名産品がプレゼントされる。

• 天樹征丸『探偵学園Q ミステリー・ノート』さとうふみや イラスト、講談社〈KCデラックス〉、2003年9月13日。ISBN 978-4-0633-4768-5。 
• 天樹征丸『探偵学園Q THE LAST MYSTERY』さとうふみや イラスト、講談社〈KCデラックス〉、2005年10月17日。ISBN 978-4-0637-2083-9。