『ファイ・ブレイン 神のパズル』(ファイ・ブレイン かみのパズル、欧文表記:φ Brain Puzzle of GodまたはPhi-Brain Puzzle of God)は、NHK Eテレにて放送中のサンライズ制作の日本のテレビアニメ作品。第1シリーズは2011年10月2日より全25話放送。第2シリーズは2012年4月8日より全25話放送。。
第2シリーズ放送終了後、第3シリーズの放送決定が告知された。2013年より放送予定。
POGとの戦いを終えたカイトと仲間たちは、各地に残された愚者のパズルの解放に挑みつつ、平和な学園生活を送っていた。だがある日、オルペウスの腕輪を持つ謎の集団「オルペウス・オーダー」によって√学園が封鎖されてしまう。集団のリーダー格であるフリーセルは、幼いころの約束を破ったカイトに裁きを与えると言い放ち、学園内に作り上げた「裁きのパズル」での命を賭けた戦いを強要する。彼らの挑戦を受けたカイトは、オルペウスの腕輪を模倣して作られたレプリカ・リングによって心を歪められたギヴァー達とのパズルバトルに挑む。
自らが真の「ファイ・ブレインの子供」であると主張するオルペウス・オーダーとの戦いの中、実は彼らに与えられたリングもまたレプリカであり、全てはファイ・ブレインの力を手に入れようとしたクロンダイクことルートヴィヒ・レーベンヘルツの陰謀であったことや、レプリカ・リングによって運命を歪められたフリーセルの過去など、彼らの真実が徐々に明らかになっていく。カイト達はかつての敵であったPOGの力も借り、フリーセル達をレプリカ・リングから解放するため彼らと「裁きのパズル」で直接対決する。
だが、レプリカ・リングを本物のリングに進化させたフリーセルは暴走し、完成したレプリカ・リングである「ファイナル・リング」を手に入れたクロンダイクと、オルペウス・オーダーの中で唯一本物のリングを持っていたメランコリィを一蹴すると、ヒマラヤ山脈に自ら「神のパズル」を創り上げ、カイトに最後の戦いを挑む。
フリーセルの策略によりファイ・ブレイン同士での限界を超えた戦いを強いられ、「閉じた世界」に囚われるカイトだったが、仲間たちの叫びによって自我を取り戻し「神のパズル」を解放する。その後カイトは彼の持つメタルパズルを一緒に解くという幼い頃の約束を果たし、フリーセルを過去から解き放った。