В центре сюжета "Ведьма Лапласа" оказывается загадочная история, связанная с двумя, на первый взгляд, совершенно незнакомыми людьми, чьи тела были обнаружены безжизненными и отравленными сероводородом. Профессор геологии Сюнсукэ Аои, приглашённый для расследования, считает, что это трагические несчастные случаи, вероятность которых крайне мала. Однако детектив из Токио, погружённый в расследование, начинает подозревать, что между погибшими существует связь, которую никто не может объяснить.
Постепенно детектив сталкивается с загадочной старшеклассницей Мадокой, обладающей уникальными способностями, которые позволяют ей предвидеть события и влиять на реальность. Мадока вынуждена скрываться от правительственных агентов, охотящихся за её силами, что добавляет напряжения к уже запутанному делу. В ходе расследования детектив и Мадока начинают совместно раскрывать тайны, которые ведут их к темным уголкам общества, полным заговоров и опасностей. С каждым новым открытием они всё больше осознают, что за этими смертями скрывается нечто большее, чем просто несчастные случаи, и что их судьбы переплетены в сложной паутине событий, которые могут изменить всё.
