Độc Tâm thần Thám là một trong những bộ phim cuối cùng của nam diễn viên Lâm Bảo Di đóng cho TVB trước khi anh rời nhà đài, phim gây được nhiều sự chú ý với khán giả trong và ngoài nước nhờ kịch bản mới lạ, diễn xuất ấn tượng cùng phong cách làm phim đậm chất TVB thời đỉnh cao. Dàn diễn viên góp mặt trong phim đều là những cái tên rất có thực lực, trong đó phim cũng đánh dấu sự vụt sáng của nam diễn viên Huỳnh Tông Trạch, bên cạnh những cái tên chất lượng khác như Trần Nhân Mỹ, Lê Nặc Ý và Điền Nhụy Ni.
Nhân vật chính của Độc Tâm Thần Thám là thanh tra cao cấp Diêu Học Thâm (Lâm Bảo Di), trong rổ trọng án, anh là người từng được đào tạo môn “độc tâm thuật” tại nước ngoài. Học Thâm có khả năng phán đoán con người thông qua sắc mặt, cử chỉ và âm thanh. Từ đó, anh có thể nhìn thấu chân tướng ẩn sau lời nói của tội phạm. Khả năng này giúp Học Thâm trở thành cảnh sát có tỉ lệ phá án cao nhất trong đội, tuy nhiên nó cũng khiến nhiều đồng nghiệp bất mãn bởi họ cho rằng anh chỉ làm theo cảm tính mà không dựa vào chứng cứ.
Trong khi đó, cảnh sát Diệp Triển Đình (Điền Nhụy Ni) và Hồ Lễ Hiền (Huỳnh Tông Trạch) thường xuyên xảy ra những hiểu lầm với Học Thâm. Thêm vào đó, Học Thâm phát hiện em gái mình là Trình Bối Nhi (Trần Nhân Mỹ) lúc này đang hẹn hò lén lút với Lễ Hiền. Còn Triển Đình vừa ly hôn lại nảy sinh tình cảm với anh. Khi này, anh rơi vào trạng thái bất an và bối rối….