昭和36年，东京谷中的莲正寺境内发现了一具女性的白骨化头盖骨。警方根据现场情况以及发现者——僧人日兆的证言，推测这是酒馆经营者礼次郎的妻子繁子的遗体。金田一参与到调查之中，在对繁子的周边情况进行调查时，他惊讶地发现礼次郎的情人竟是自己魔术技艺的师傅、女性魔术师红玛雅。不过，玛雅声称自己和礼次郎的关系早已结束，否认与这起事件有关。随着调查的深入，头盖骨被证实并非繁子的，而且繁子还被怀疑是21年前养父被杀案的凶手松田花子。案件由此出现一种可能：为了逃避过去养父被杀的罪责，身为花子的繁子制造了自己已死的假象，实施了偷梁换柱的杀人之计。就在这时，礼次郎以及被认为与繁子关系密切的日兆，均被发现死于他杀。金田一开始深入调查花子的相关情况，发现她走上了和生父一样的魔术师之路……