ガリレオシリーズ
連載:『オール讀物』2003年6月号 - 2004年6月号、2004年8月号 - 2005年1月号 (連載時の題名は「容疑者X」) 単行本:2005年8月30日・文藝春秋 ISBN 4-16-323860-3 文庫:2008年8月10日・文春文庫 ISBN 4-16-711012-1
シリーズ第3作で、シリーズ初の長編作。同期のライバルである天才数学者と殺人の隠蔽をめぐる対決。作中P≠NP予想を解く場面が出てくる。
内海薫登場直後(『ガリレオの苦悩』)は、女性ながらの執念深さで捜査に首を突っ込む彼女に「浮いてるぞ」と忠告するなど気遣いが感じられたものの、すぐに冷かしたり、「新人は下が来るまでは何年経っても新人」とやや横柄な態度を見せたりするようになった。また上司である間宮に対し陰でぞんざいな口を聞くなど性格がやや横暴になっている。特に『真夏の方程式』では多々良管理官直々に特命を受けたことで「管理官代行」を自称し、内海から「今日はいつもより威張っている」と軽い嫌みを言われるようになるが、草薙自身は気にした様子はない。一方で湯川との立場も変化し、事件解決後に食事に誘ったり、土産を用意するなど気を使う様子が描かれている。ただし『予知る』では湯川の手を引いて聞き込みに連れて行くなど、強引な面が見られた。
容疑者に対して威圧的な態度をとることは少なく、丁寧な物腰で接していることが多い(実際、『容疑者Xの献身』では逮捕後の石神に対しても敬語を使っている)。
聞き込みの際は「人に好かれやすい顔」ということで間宮からコキ使われることが多い。一見するとお人好しのように見えるが「刑事の鉄則(犯罪者を見逃さない、関係者であっても情報は一切喋らないなど)」を守るという頑なな信念を持っている。このため「情」に駆られて犯人を見逃そうとする湯川とは対立することもあった。内海に対しても「犯人逮捕のためには情報を活かせない県警よりも、湯川に優先して伝えた方がいい」という旨を『真夏の方程式』で語っている。