1948年の夏、東京の小金井にある岡山県の山林王・古神の屋敷へ戦友である屋代寅太（谷隼人）を訪ねた金田一耕助（古谷一行）。先代当主の未亡人であるお柳さま（南風洋子）とその美しい娘・八千代（范文雀）、八千代の腹違いの兄・古神守衛（清水?治）、先代当主の弟・古神四方太（菅貫太郎）、寅太のおじで屋敷内の実質的な権力を握る執事の仙石鉄之進（伊藤雄之助）とその息子・直記（村井国夫）、女中のお藤（小林伊津子）など、怪しげな雰囲気の住人が棲む古神家。寅太の勧めで逗留した金田一耕助は殺人事件に遭遇、日本刀で首を斬り落とされた死体の主は、八千代が婚約者として連れて来たいかがわしい新進の画家・蜂屋小市（岸田森）なのか、あるいは同じく足に銃創のある守衛なのか！？。犯行時刻の前後に夢遊病で庭を徘徊する八千代の姿を目撃していた金田一耕助は、次々と起こる連続首なし殺人事件を解決...