かつて探偵として活躍し、のちにホームズ探偵学院の教官となった「小林オペラ」と、その教え子である探偵チーム「ミルキィホームズ」らが活躍する。探偵学校の生徒であるリリー・アドラー（阿澄佳奈）、「インビジブル・キティ」の異名を持つ怪盗のキティ・エバンズ（櫻井浩美）、スコットランドヤードの警部であるハートリー・クイーン（中原麻衣）、さらに大佐の階級を持つエドガー・モラン（小川真司）などの新キャラクターが登場する。
ゲーム『探偵オペラ ミルキィホームズ』を原作としたテレビアニメである。メディアミックス企画「Project MILKY HOLMES」の一環として製作された。このメディアミックス企画ではアニメ作品を何度か世に送り出しているが、いずれも原作をゲーム版としながらもアニメ版独自の設定やストーリーを展開しており、主人公もゲーム版とアニメ版とでは異なっていた。本作は従来のアニメ作品とは異なり、最大の特徴としてゲーム版主人公・小林オペラが物語の中心に位置する。ミルキィホームズたちと共にゲーム版に準拠した世界観のもと、本格的な推理アニメ作品として制作されている（#内容も参照）。アニメ制作スタッフも大幅に入れ替えられ、過去3作で監督を務めた森脇真琴に代わり、新たに岩崎良明が監督に就任。脚本は、創元推理短編賞佳作などの受賞歴を持つ推理作家の伊神貴世が担当する。音楽については、ゲーム版はMONACAが担当しているのに対し、過去3作のアニメ版ではAngel Note所属者が担当していたが、本作ではMONACAと井ノ原智（Angel Note）の双方が担当する。担当声優についても、ゲーム版を踏襲して森嶋秀太が主人公役に起用された。
松岡 武（まつおか たけし、1924年(大正13年)5月1日 - 2001年(平成13年)6月24日）は、日本の心理学者。 埼玉県生まれ。1950年東京文理科大学心理学科卒業。同大学心理学研究科修了、1952年山梨大学教育学部講師、助教授、1963年「色彩象徴法によるAffective meaningの研究」で東京教育大学文学博士。1967年特殊教育学科教授、附属養護学校長、保健管理センター所長、1990年定年退官、名誉教授、作新学院大学教授。1995年退任。色彩心理学。
バル・ムレチュニィはポーランド語で「ミルク・バー」の意味（オーストラリアのミルク・バーとはまったく別のもの）。ポーランド式のカフェテリアである。1960年代に当時の共産主義政権が生み出した形態。もともとは社員食堂を持たない中小企業の従業員に安価な食事を提供する目的があった。1980年代までは主に乳製品や野菜中心の食事を提供していたので、ミルク・バーと呼ばれる。特に、戒厳令が布告されていた1980年代初頭は肉は配給制だったので、乳製品主体の食事が主流であった。第二次世界大戦後、国内のほとんどのレストランは共産主義政権によって国営化されたのちに閉店させられた。当時の政権の方針は、全ての国民に安価な食事を、彼らの職場にて提供することだった。社員食堂での食事分は従業員の給与に含まれていた。しかしそれでも多くの人々が社員食堂のない中小企業に勤務していた。そのためヴワディスワフ・ゴムウカ政権の時代に、政府はセルフサービス式の小規模な大衆食堂を全国に設置することにした。食事には政府から補助金が当てられたため、安価で、しかも誰でも利用することができた。バル・ムレチュニィでは生の牛乳や乳製品のほかに、オムレツや玉子カツのような卵料理、シリアル（ポーランド語でカーシャ）、ピエロギなど小麦粉ベースの料理も提供される。ポーランドで共産主義が廃止され物資の少ない時代が終わると、ほとんどのバル・ムレチュニィは一般の私営のレストランとの競争に敗れて廃業していった。しかしいくつかのバル・ムレチュニィは過去の福祉国家の遺産として生き残り、比較的貧しい人々を支え続けた。こんにちポーランドの都市の中心街には最低1軒のバル・ムレチュニィが設置されている。これらのバル・ムレチュニィは国から補助金を受けている（年間2000万ズウォティといわれる）。また、たいていの場合は自治体からも補助金を受けている。バル・ムレチュニィはいまでも、年金生活の年配の人々、ホームレスの人々、バックパッカーなどといった若い外国人旅行者、学生、そして大学教授の間で特に人気がある。普通の人々も日々の外食でファストフードに飽きるとバル・ムレチュニィを気軽に利用している。日本で言えば街の安食堂や中華料理屋さんのような感覚である。アルコールを提供することはほとんどない。補助金のおかげで、一般のバーやレストランと比較してバル・ムレチュニィの提供する食事は非常に安価である。バル・ムレチュニィでの典型的なディナーは3つのプレート（スープ、サラダあるいは前菜、メインディッシュ）にデザートがついたコース料理であるが、価格は10ズウォティを超えることはない。一般の平均的なレストランでは同様のコース料理が20-50ズウォティかかる。バル・ムレチュニィはファストフード店の一種と考えられることもあるが、実は伝統的なポーランド料理を提供している。これらの料理は仕込みにとても長い手間と時間がかかり、店のスタッフは一見無愛想であるが、料理には彼らの暖かい心がこもっている。バル・ムレチュニィは実は環境保護運動が世界的広がりを見せる前からすでに伝統として長い間社会に定着しているスローフード食堂なのである。1989年に共産主義が廃止されてポーランドが資本主義社会になるとポーランド人は一時はバル・ムレチュニィの存在を恥ずかしがっていたこともあるが、現在はバル・ムレチュニィを、ポーランドの誇るべき暖かい心の文化（あるいはザピエカンカなどと並んで、昔の共産主義時代が残した数少ない「良いもの」の一つ）として捉えている。バル・ムレチュニィはポーランド国内のほかにも、カナダ・オンタリオ州のミシサガ市、ラトビアのリガ市、イギリスのロンドンにそれぞれ1軒ずつある（下記外部リンク参照）。