亀井刑事（伊東四朗）は休暇を取って志賀高原を訪れた。亀井は、美しい女性・広田みや子（上野なつひ）と出会い、みや子から志賀高原の大沼池に伝わる「黒姫伝説」について聞かされ、美しい娘・黒姫と大蛇の化身との悲恋に思いを巡らせた。 その翌朝、大沼池のほとりで亀井がみや子を見つけたその時、銃声が響き、みや子は何者かに狙撃される。息を引き取る間際、みや子は亀井に「黒姫伝説」由来のお守りを託す。 長野県警の望月警部（城戸裕次）が捜査を担当する。亀井も一緒にみや子の足跡を追い、ある別荘にたどり着いた。別荘のオーナーは東京の会社社長、久保満（布施博）である。部屋から久保とホステス・吉田みどり（高久ちぐさ）の2ショット写真と、それとは別にみや子の写真が発見された。十津川警部（渡瀬恒彦）が東京の自宅に久保を訪ねて事情を聞くと、久保は、みや子とは面識がないと答える。さらに事件の前夜、みどりと一緒に別荘にいたが、そこで別れ一人で帰京したとふてぶてしい態度で語る。 やがて、二年前に久保と一緒に猟に出た野口俊吾（有薗芳記）が、誤って女性を射殺した事件が浮かぶ。被害者は環境問題について取材をしていたカメラマンの五十嵐くみ（瀬戸早妃）だった。野口は服役中だが、不審な点も多い。銃を撃ったのは本当に野口だったのか疑惑が残る一方、くみを事件現場に連れ出したのが、みや子だったという疑いも出てきた。そのみや子がお守りに託した思いとは何か。 そんな最中、行方の分からなかったホステスのみどりが、殺されて沼に浮かんだ。十津川も現地に向かい捜査をすすめるうち、久保の会社が環境問題でトラブルを抱えていたことを突き止めた。みや子とみどりの殺害、そして二年前の事件、久保がそれらの黒幕なのではないかと推理を巡らせる十津川だったが、思わぬことから窮地に立たされる。久保の挑発的な態度に立腹した部下の小林刑事（内山翔人）が久保を殴ってしまったのだ。久保の弁護士、平川修（藤木孝）は告訴すると脅し、久保から手を引くよう十津川に要求するが・・・。