警視庁吉田刑事の留守宅が放火、焼け跡から女性の刺殺体が発見された。愛娘と鹿児島県指宿へ向かう最中の事件だった。被害者のホステスと吉田は面識がないと言う。直後、吉田の愛娘が失踪。“走る密室”九州新幹線から忽然と姿を消したのだ。やがて、黒い噂が浮上し吉田に疑惑の目が…。東京、九州、山陰、各地で仕掛けられた頭脳犯の大掛かりな罠に十津川警部が挑む！