私立探偵・橋本豊は、ある離婚調停のための素行調査の報酬を手に、「リゾートしらかみ」号に乗車し、ひとり鉄道旅行を楽しんでいた。しかしふとしたことから千畳敷で起きた殺人事件の容疑者として、青森県警に拘束されてしまう。現地へ向かった十津川警部は、事件の背後に巧妙に仕組まれたトリックに挑む！