2007年放送の第1シーズンで「湯川学（福山雅治）×内海薫（柴咲コウ）」という黄金コンビを確立していただけに、2013年の第2シーズン制作発表時におけるヒロイン交代は、ファンに強い当惑をもたらしました。当時、一部週刊誌などでは「不仲説」や「トラブルによる降板」といった根拠のない憶測が飛び交いましたが、実際の背景には原作小説の変遷と制作サイドの緻密な戦略が存在していました。
最大の決定打となったのは、原作者・東野圭吾氏による原作短編集『ガリレオの苦悩』以降に登場した新キャラクター「岸谷美砂」の存在です。ドラマ第1シーズンの大成功を受けて東野氏が新たに生み出したこの女性刑事は、内海薫とは対照的な「若く野心的なエリート警部補」という明確な個性を備えていました。フジテレビの制作陣は、シリーズのマンネリ化を防ぎ、変人物理学者・湯川との新たな化学反応を生み出す起爆剤として、原作通りに岸谷美砂を主軸へ据える決断を下しました。
さらに、当時のキャスティングには芸能界における世代交代の文脈も色濃く反映されていました。主演の福山雅治と同じ大手芸能事務所・アミューズに所属し、映画『蛇にピアス』や『僕等がいた』などで圧倒的な存在感を示していた吉高由里子を月9のメインに抜擢することは、事務所にとってもフジテレビにとっても次世代のトップ女優を育てる重要プロジェクトでした。柴咲コウ側も当時、音楽活動の大規模全国ツアーや他作品への出演が重複しており、第1話での引継ぎシーンおよびスピンオフ企画『ガリレオXX 内海薫最後の事件 愚弄ぶ』を単独主演で制作・放送することで、極めて円満なバトンタッチが行われたのが記録に残る事実です。
