開通まもない九州新幹線「つばめ」の車中から、五歳の幼児・福田翔が誘拐された。犯人の要求は、翔の父・啓介が勤める山川薬品で極秘開発されたエイズ新薬の化学式とサンプル。やむを得ず啓介は、研究室から化学式とサンプルを盗み犯人に渡す。翔は無事解放されたが、なぜか化学式とサンプルは元の場所に戻っていた。警察は、鹿児島中央駅の監視カメラに映った不審な女性を追うが、彼女は東京・お台場で死体で発見。十津川たちは被害者・木村綾子の手がかりを求め捜査を開始した。その矢先、第二の誘拐事件が発生し…。