《頭腦共助》是一部腦科學喜劇刑偵劇，講述兩個互相殺不死對方而焦急的男人，解決與稀有腦疾病相關的犯罪事件。擁有“非常特別的大腦”的腦神經科學家申一天與擁有“冤大頭的大腦”的刑警金明世進行合作，通過充滿反轉且津津有趣的腦疾病事件，傳達了夢幻般鬥嘴的化學反應和殺氣騰騰的歡笑以及讓人共鳴的信息。
首先，鄭容和將飾演醫生世家裏含著金湯匙出生的富三代，繼承了巨額財產的母胎富豪，擁有“非常特別的大腦”的腦神經科學家申一天一角。劇中申一天是一個對法律、金錢、女人、孤獨、死亡等一聽就能感覺到負擔感的東西毫不畏懼，每件事都按照自己的信念去行動和說話的堂堂正正的人物。相反，對於自己認為是垃圾的人，會做出毫無慈悲心的無情行為。
車太鉉將飾演擁有致命的善良魅力的“利他主義的大腦”的所有者兼刑警金明世一角。劇中，金明世與吊兒郎當的大男子氣概和粗獷語氣等生計型腐敗刑警的外表不同，是具有人性化、善良性格的人物。
郭善英飾演擁有“小心謹慎的大腦”的法律催眠調查官薛素貞一角。劇中薛素貞比別人對壓力反應更敏感，對下屬下達業務指示也會心髒砰砰直跳，是小心謹慎，隻要吩咐便什麼都做的順從性格的人，但是卻經曆了讓性格發生180度變化的事件。
藝智苑將飾演擁有“性/yu過多的大腦”的金明世的前妻金莫蘭一角。劇中金莫蘭是一個一直換男人，腳踏兩船、三船等無法控製性/yu的所有者。離婚後也向金明世提出各種請求，是一個厚顏無恥的女人。