新宿西署の牛尾刑事（片岡鶴太郎）は、雨の中を帰宅途中、傘に入りませんかと清楚な感じの若い女性に声を掛けられる。彼女は、地方から出てきた女子大生で、独り暮らしをしているということだった。三日後、西新宿のアパートの一室で、部屋の主・平塚美智子（広瀬久実）の絞殺体が発見される。現場に急行した牛尾は、被害者が三日前に傘を差しかけてくれた女性だと知る。美智子は、前夜に首を絞められて殺されたらしい。牛尾は、隣室のクラブホステス、桜井慶子（斎藤陽子）から話を聞くが、彼女は昨夜は遅く帰宅したので何も気付かなかったと言い、美智子とも付き合いはないという。やがて、美智子は殺された日に男と情交を持っていたことが判明、さらに牛尾の印象とは違って、風俗店を転々としながらかなり奔放な生活を送っていたことがわかる。だが、以後事件は何ら解決の糸口を見出せないまま、ついに迷宮入りとな...