箱根から新宿に向かう小田急ロマンスカーの中で、青年実業家が死んでいた。彼は不仲の妻と、箱根に和解旅行中だったという。三日後には箱根で妻の絞殺死体が見つかり、夫による無理心中かと思われた。だが十津川警部は、財産狙いの殺人では、と疑う。捜査が進むにつれ、容疑者との知恵比べが激化した。