鉄道公安官海堂次郎がスリ団摘発に乗り込んだ上り急行『出雲』で事件が発生した。大阪から乗客・東都工業大学助教授大久保秋郎が、東京―熱海間で寝台車から姿を消してしまったのだ。大久保はガソリンのＧ組織に関する研究結果を大手企業三洋石油へ高額で売り渡していた。海堂の捜査が進むうちに、大久保の妻とその愛人が殺害され、大久保も水死体で発見された。真犯人は意外にも……。