根据《明星大侦探》的设定，节目中每期都会有六位明星嘉宾出席，扮演不同的人物角色，他们中有一个侦探、一个凶手和四个嫌疑人，并同处于一个固定空间。共同面对一起精心策划的谋杀案，并需要通过搜集证据和推理找出真正的凶手。根据节目的整个设定，整个过程中只有凶手一人可以说谎，为了隐藏身份会选择嫁祸他人，洗脱自己的嫌疑。
《明星大侦探》由于其内容的特殊性，观众可以通过留言、跟帖、弹幕等方式猜凶手、猜案情，节目组也通过节目的进展及时地更新内容，推动剧情讨论。同时，在节目的公众号推出日常推理故事，后又结合节目内容衍生推出线上推理游戏。
