Twee vrienden: Ishigami studeert wiskunde en Yukawa natuurkunde. Ze verliezen elkaar uit het oog, maar vele jaren later kruisen hun wegen zich opnieuw. Yukawa's mening wordt gevraagd door een bevriende politieman over een vreemde moordzaak. Een naakte man is gevonden met ingeslagen hoofd en verbrande vingertoppen. Het zou kunnen dat zijn ex-vrouw Yasuko er meer van weet, maar ze lijkt een goed alibi te hebben. Als Yukawa verneemt dat de wiskundeleraar Ishigami de buurman van Yasuko is, is zijn belangstelling gewekt. Kan het zijn dat Ishigami een vernuftig alibi voor Yasuko bedacht heeft? En zo ja, wat is dan Ishigami's rol in het geheel?
De fatale toewijding van verdachte X krijgt op de cover het predicaat literaire thriller. Zoals wel vaker, is het ook in dit geval een misplaatste term. Het taalgebruik, de verhaallijnen en de beschrijving en ontwikkeling van de karakters zijn niet van dien aard dat je kunt spreken van een literair werk. Het boek doet eerder denken aan een ouderwetse puzzeldetective. De politie en Yukawa bijten zich vast in de enkele feiten die bekend zijn betreffende de moord, zoals de gestolen fiets met vingerafdrukken en de halfverbrande kleren van het slachtoffer. Deze feiten worden gekauwd en herkauwd en van alle kanten bekeken. De fatale toewijding van verdachte X is het verhaal van twee genieën die aan elkaar gewaagd zijn. Het leest als een verslag van een schaakspel, waarbij elke zet van de tegenstander met argusogen wordt bekeken en er diep nagedacht wordt over achterliggende bedoelingen.
Keigo Higashino geeft in het begin al prijs wat er zich heeft afgespeeld, maar heeft desondanks toch nog enkele verrassingen voor de lezer in petto. Alhoewel Higashino de lezer net zo meesterlijk misleidt als zijn personage Ishigami, speelt hij het spel even eerlijk als in een ouderwetse whodunit waarin alle feiten aan de lezer worden voorgelegd. De lezer kan zich daardoor gaan meten met Ishigami en Yukawa. Mocht dat niet lukken, dan kan de lezer op het eind genieten van het antwoord op een ogenschijnlijk eenvoudige maar toch ingenieuze puzzel.