目が醒めると、足元には自分の死体。その上周りは見知らぬ山々。 幽霊と化した女子高生・牡丹灯は、自分が何者かに殺されたことを思い出した。 憎き犯人を突き止め、必ずや取り憑いてやる。 そう決意した灯は道中、探偵と称する高校生・快藤雷馬と邂逅し、捜査を共にする。 しかし、灯たちの見つけ出した犯人に、思いがけずアリバイが現れ、事件は暗礁に乗り上げてしまったのである。