「保険金をかけて姉を殺した古木保男に復讐する」との手紙を残し、井関ゆきは十和田へ向かった。後日、ゆきの自首により所轄署は湖畔のペンションで古木の死体を発見するが、解剖の結果、被害者は前夜のうちに何者かに殺害されていたことが判明する。十津川警部は古木の身辺から殺人動機を持つ三人の男女を割り出し、錯綜する事件の謎に挑む。