如月塔子は、警視庁本部に勤務する新米の女刑事である。刑事であった亡き父の遺志を汲んで警察に就職し、念願がかなって捜査一課に配属された。3月9日、新橋4丁目の甲進ビルで、肩から下をモルタルで固められた男性の遺体が発見される。翌朝、捜査本部に犯人を名乗る男から電話がかかってきた。塔子が話し相手をすることになる。〈トレミー〉と名乗るその男は、警察を愚弄・挑発する。捜査を続ける塔子らは、芝公園2丁目の元中華料理店の調理場で、頭部をモルタルに沈めた遺体を発見する。〈トレミー〉はその後もたびたび捜査本部に電話をかけてきて、殺人に関する情報を提示しながら捜査本部に揺さぶりをかけ続ける。

『石の繭 殺人分析班』（いしのまゆ さつじんぶんせきはん）のタイトルで、WOWOW「連続ドラマW」枠で『殺人分析班』シリーズ第1弾として2015年8月16日から2015年9月13日まで放送された。主演は木村文乃。共演は青木崇高、渡辺いっけい他。監督は数多くの刑事ドラマ演出経験のある内片輝、脚本は『舟を編む』で日本アカデミー賞最優秀脚本賞を受賞した渡辺謙作。

木村文乃が刑事を演じるのは本作が初めて。主人公である塔子の原作での小柄で華奢なイメージに近づけるため、あえて普段より1サイズ小さい7号サイズのスーツで撮影に臨んだ。

第3作『水晶の鼓動 警視庁捜査一課十一係』を原作として、『殺人分析班』シリーズ第2弾となる『水晶の鼓動 殺人分析班』が同枠にて2016年11月から12月に全5回で放送された。

『悪の波動 殺人分析班スピンオフ』（あくのはどう さつじんぶんせきはんスピンオフ）と題し、WOWOW「連続ドラマW」枠で『殺人分析班』シリーズのスピンオフドラマとして2019年10月6日から11月3日まで全5回で放送された。シリーズ第1弾『石の繭 殺人分析班』の登場人物・トレミーから着想されたオリジナルストーリーで、トレミーが冷酷な殺人鬼となるまでの前日譚を描く。主演はトレミーを演じた古川雄輝。