在本季《超级飞侠12》中，超级飞侠依然会接收来自世界各地小朋友的电话，为小朋友定制他们需要的特别的东西，并将东西送到他们手上。当小朋友们遇到困难，乐迪会请求总部的帮助，超级飞侠将带来拥有各种属性的愿望能量球，和小朋友们一起摇身一变成为酷炫的愿望守护者，陪同小朋友一起解决问题。而上一季新登场的三位超级飞侠新成员：恐龙飞机超级飞侠大壮、速食卡车超级飞侠糯糯、高速火车超级飞侠咚咚，也会在这一季中展示他们的过人之处。而当困难升级，超级基地也会变成超级机器人，跟超级飞侠一起陪小朋友们度过难关。
作品以日本著名推理小说家江户川乱步的诸多名作为原案，将乱步的幻想世界观与现代的舞台相结合。动画讲述在某所中学发生了教师被杀事件。就读于这所学校的少年小林，与前来搜查事件的天才侦探明智相遇。对于只搜查异常犯罪的明智感兴趣的小林，不顾朋友羽柴的反对，自愿成为其“助手”。在接连发生的奇怪事件当中，小林很快和明智展开了调查。
故事以史上首个自律人型AI「Vivy」为主角，是以「歌声带给众人幸福」为使命的「歌姬」。某日自称来自100年后的AI「松本（マツモト）」突然出现，并表示自己将与Vivy共同修正历史、避免100年后人类与AI发生战争，使Vivy踏上破坏AI的旅途。
