在一所名为“明和学园”的贵族女校里，每周四晚上都会有一间教室亮起灯，参加者只有六个被匿名邀请的学生，讲师是一个从不露脸、只通过变声器说话的“X先生”。X先生的授课内容不可思议——讲如何通过微表情判断谎言、如何用呼吸控制情绪、如何在三句话内让陌生人信任你。这六个女孩来自不同背景：学生会会长、问题少女、美术特长生、钢琴天才、文学少女、转校生。起初她们互相猜疑，但随着“秘密授课”深入，她们发现各自家里都收到过同一封威胁信，而X先生的真实目的，是训练她们联手对抗一个即将到来的巨大阴谋。
最后一课，X先生关掉了变声器——是学生会会长的母亲、同时也是校内最年轻的校董。她说这个学校即将被卖掉，她需要六个女孩证明这里值得被保留。六个女孩联手在全校集会上完成了她布置的最终演讲，全校师生起立鼓掌。
六个女孩在课桌下发现彼此都收到了威胁信，信中要求她们退出秘密授课，否则曝光各自不愿为人知的秘密。X先生说这封信就是第一道考题——找出寄信人。她们用了两节课的时间锁定了教导主任。
钢琴天才在琴房发现了藏在自己钢琴里的录音笔，里面录下了她每次练琴时自言自语的内容。X先生告诉她，这是用来训练“察觉被监视”的能力——因为威胁信背后的人一直在观察她们。
学生会会长在整理档案时发现了一个被隐藏的旧校史册，里面记录着二十年前同样有一批女生参加过“秘密授课”，而她们后来全部成为了各领域的杰出女性。X先生是继承了这一传统。
自称转校生的少女其实是被安插进来的调查记者，她在课上被X先生当众拆穿。X先生说“这里没有真话和假话，只有有用和无用——你的身份有用，留着。”她愣住了，成为了六人中最忠实的成员。
美术特长生在画板夹层发现了一枚纯黑信封，里面只有一张卡片：“周四晚七点，旧校舍三楼——来则来，不来则永远不会再来。”她以为是什么恶作剧，却在当晚看到了另外五个同样拿着信封的女孩。