由利麟太郎（吉川晃司）は、元捜査一課長の経歴を持つ名探偵。頭脳明晰（めいせき）で「警視庁にその人あり」と言われるほど優秀な人物だったが、ある事件をきっかけに退職。現在では、学生時代を過ごした京都に住まいを移し、骨董品屋を営む波田聡美（どんぐり）が家主となる部屋を拠点にしている。また、由利を「先生」と呼んで慕うミステリー作家志望の三津木俊助（志尊淳）を助手に従え、犯罪心理学者として活躍する一方、警察からの依頼を受け事件の捜査を手伝っている。

ある日、“花髑髏”と名乗る人物から殺人予告のメールが届く。「挑戦状だ！」と息巻く俊助と共に、指定された場所へ向かった由利は、そこで血が滴る冷凍庫を発見。中には、遺伝子研究者として知られる日下瑛造（中村育二）の養女・日下瑠璃子（新川優愛）が全身を縛られ、血を流した状態で閉じ込められていた。

瑠璃子にまだ息があることを確認した由利は、救急車を呼び、冷凍庫の持ち主である日下の屋敷へと急ぐ。そして、由利の旧友でもある京都府警の等々力警部（田辺誠一）と合流し、俊助が人影を見たという2階へ駆け上がると、瑛造の息子・瑛一の部屋と思われる一室で、致死量に達するほどの大量の血が付着したダウンコートを発見。

さらに研究室では、日下が胸に短刀を突き立てられ、無残な姿で見つかる。由利は、遺体の傍らに不気味に置かれた、血で真っ赤に染まった頭蓋骨が気になり―