位于东京八王子地区的综合医院突然发生了一起重大火灾。尽管大批消防队员拼命扑救，仍然难以遏制，到清晨烈火扑灭时偌大的医院已有四分之三被烧毁。
清理现场的时候，人们发现一具烧焦的尸体，经查，是患心脏病而人院接受治疗的奥田夫人——53岁的奥田礼子。
医院发生火灾以及奥田夫人遇难的消息通过电视很快传，遍了全国。
十津川和龟井敏感地注意到了这个不平常的消息，联想到奥田莫名其妙的失踪，他们立刻赶到了医院。
医院的一位护士告诉他们，病员住院后都经过多次紧急疏散的训练，如果奥田夫人在发生火灾时能按照规定的紧急路线疏散，肯定能够获救。事实上其他病员都安然无恙，而奇怪的是奥田夫人在火警时却朝安全出口相反的方向跑去，结果被火烧死了。
奥田夫人同室的病人三崎吉子也证实说发生火灾时奥田夫人率先逃离病室，而且当时医生和护士都在现场指挥大家疏散，原以为奥田夫人肯定能脱险，谁知她却鬼使神差地朝相反的方向走去，结果却被火烧死了。
十津川和龟井听了这些情况，决定把尸体送交司法部门进行尸检。然后，两人又按照“旗”旅馆女主人提供的送信旅客外山贡的地址前去调查，谁知那地方根本没有这个人。
第二天，司法部门的尸检报告出来了。奥田夫人的死因是窒息而死，但是肺部没有一点烟灰，甚至喉咙处也没有吸入烟灰，这样，她的死因就更为复杂了。
十津川和龟井认为奥田夫人肯定不是被火直接烧死的，而是被人扼死的，凶手极有可能就是纵火的罪犯。他乘火烧之机暗中躲在走廊的暗处，待奥田夫人一出来就用手捂住她的口鼻，并拖往紧急出口的反方向处。奥田夫人本来就体弱多病，自然没有一点抵抗力，一会儿就活活地闷死了。
警方为了迅速查清奥田夫人的案情，决定在八王子警署成立搜查本部，由十津川亲自负责。
不久，有关案情的消息点点滴滴地传到总部来。有人反映在医院发生火灾的前一天下午2时左右有一个年轻女人曾给医院打过电话，她声称是奥田夫人的亲戚，请医院告诉她奥田夫人的病室号，但事后没见那个女人来过医院。
十津川和龟井认为这个年轻女人大为可疑，说不定医院纵火就是她们一伙干的，目的就是为了杀害奥田夫人，那么他们为什么要杀死这个胆小怕事，足不出户的家庭妇女呢？其症结极有可能和她那个过去担任刑事警探侦破多起案件至今下落不明的丈夫有关。
事情发展到这个程度，怪事迭出不穷，谜团一个接着一个，十津川列举出以下几件怪事：
1.出现了一个冒名奥田女儿的年轻女人。
2.有人半途偷走了那14张照片和全部的底片。
3.奥田曾表示听从同事们的劝告，退休后去有温泉的地方休养，可是木曾线一带根本没有温泉。
4.奥田夫人的神秘死亡。
于是，十津川带着龟井前去地处三鹰的奥田住所搜查。
奥田的住室很小，只能住夫妇两人。他们先看了奥田夫妇的书信以及照相册，结果令人失望，无论是书信还是相册的内容，都和木曾线毫无关系。
十津川在失望之余，只得准备下一步向所有在奥田退休后居住的公寓里的邻居及管理人员调查情况，他真正感到案件越来越复杂了。
这时，一位叫清水的警探提醒道：“警部，奥田君会不会看了有关木曾线旅游指南，突然产生去那儿旅游的念头呢？”
十津川感到十分疑惑：“搜查时屋里根本没有什么木曾线旅游指南之类的材料，奥田是个处事谨慎的人，没有思想准备是不会贸然行事的。”
警探们围绕着这个问题各抒己见，争论十分激烈。十津川津津有味听着大伙的争论，最后问龟井道：“现在有两种意见，你是怎样想的？”
龟井微笑道：“这两种可能性都能够成立，但是现在还没有证据。我们极想知道的只有一个，那就是事实。”