十津川警部（渡瀬恒彦）は行方を追っていた容疑者が出雲で自殺したとの知らせを受けて、本人確認をするため出雲へ向かうことになった。 乗車する寝台特急サンライズが停車している東京駅のホームで、十津川は女性（平山あや）をサンライズ前に立たせて撮影するカメラマン、軽部孝（川田広樹）とすれ違う。 現地の警察署で確認を終えた十津川は不思議な事件に遭遇する。署内で軽部が殺人事件の参考人として事情聴取を受けていたのだが、話が妙なのだ。軽部はホームで写真を撮った女とは初対面だったが、女は神在みゆきと名乗ったと語る。サンライズを下車後、みゆきが宿泊するホテルの部屋を訪ねた軽部は、女の絞殺死体を発見した。警察は被害者が神在みゆき（我謝レイラニ）本人であると確認したが、それは軽部が撮影していた女ではなかった。しかも、軽部のカメラにはサンライズ前で微笑む、殺された女の画像が残っ...