电影《午餐联谊侦探：恋爱、美食与解谜》是根据水生大海的《午餐侦探》系列改编而来，以午餐时间寻找恋人的“午餐联谊会”为背景，讲述了主人公在午餐时间揭开联谊对象之谜的故事。

故事的主人公是天野由香，她是一个性格超独特、社交不擅长的女子。拥有卓越观察力的她，是一个在现场100次，非现场零次，解开各种谜团的神秘猎人。然而，与解谜相伴的，是她在午餐时间参加的联谊会。与她合作的是肉食系女子阿久津丽子，一个单纯无邪、没有男运的恋爱猎人。这两位截然不同的女子，在午餐联谊会上开始了一段充满神秘的合作之旅。

在这个午餐联谊会中，解谜成了一个崭新的舞台。参与者们聚集在午餐时间，寻找着彼此间的关联和共鸣。然而，与通常的联谊不同，这个联谊会隐藏着许多谜团，需要天野由香的独特洞察力和阿久津丽子的单纯直觉来揭开。她们一同踏上了一个关于联谊对象的未知探险，通过解谜来发掘每个人背后的故事和秘密。