亀井刑事（伊東四朗）は、容疑者を追跡中に自動車事故に遭い重傷を負ったが、ある女性に病院に搬送されて一命を取り留める。しかし女性は名も継げずに立ち去ったため、それが誰なのかは分からなかった。退院したのち、休暇で飛騨高山を訪れた亀井は、そこで命の恩人である女性・小野寺由美子（洞口依子）と偶然再会する。画家志望だという由美子と亀井は翌日にもう一度会う約束をするが、そこに由美子は現れなかった。 その頃、飛騨の山林で、女性の他殺死体が発見される。被害者は、顔をひどく損傷していた。現場に由美子のスケッチブックが残っていたため、由美子と面識のある亀井が参考人として岐阜県警の向井警部（佐藤銀平）の事情聴取を受ける。そこへ十津川警部（渡瀬恒彦）が東京から駆け付ける。そして由美子が宿泊で使った“白石ゆか”という偽名と住所を手掛かりに捜査が始まった…。