渡瀬恒彦演じる十津川警部と伊東四朗演じる亀井刑事が難事件に挑む、人気シリーズの第54弾。寝台特急サンライズ出雲の車内でも撮影が行われ、鉄道旅の魅力をたっぷりお届けする。出雲大社、宍道湖、松江城、日御碕ほかの名所もめぐり、旅情を誘う。平山あや、川田広樹（ガレッジセール）、市川左團次、寺田農、横内正がゲスト主演する。 【あらすじ】 十津川警部（渡瀬恒彦）は行方を追っていた容疑者が出雲で自殺したとの知らせを受けて、本人確認をするため出雲へ向かうことになった。 乗車する寝台特急サンライズが停車している東京駅のホームで、十津川は女性（平山あや）をサンライズ前に立たせて撮影するカメラマン、軽部孝（川田広樹）とすれ違う。 現地の警察署で確認を終えた十津川は不思議な事件に遭遇する。署内で軽部が殺人事件の参考人として事情聴取を受けていたのだが、話が妙なのだ。軽部はホームで写真を撮った女とは初対面だったが、女は神在みゆきと名乗ったと語る。サンライズを下車後、みゆきが宿泊するホテルの部屋を訪ねた軽部は、女の絞殺死体を発見した。警察は被害者が神在みゆき（我謝レイラニ）本人であると確認したが、それは軽部が撮影していた女ではなかった。しかも、軽部のカメラにはサンライズ前で微笑む、殺された女の画像が残っていたのだ。笑顔の写真もみゆきの殺害も軽部には身に覚えの無いことだった。絵心のある軽部は消えた女の似顔絵を描き、この女が事情を知っているに違いないと、似顔絵を手掛かりに捜査が始まった。 懸命の聞き込みが実り、似顔絵の女は出雲出身の小柳ゆみ（平山あや）だと判明する。しかし、ゆみは一年前に自殺していたことも分かった。ゆみは伊豆の海に身を投げたが、遺体は発見されていない。 十津川は再び出雲へ行き、ゆみが義父に虐待されていたこと、高校卒業後、逃げるように上京したことを知る。その後、ゆみは都内で老舗菓子店の主人と恋仲になったという。 一方、軽部も独自に似顔絵の女を捜していた。ところが、事件の鍵を握ると思われていた私立探偵・中松勇（小林太樹）が絞殺され、軽部も同じ手口で殺される。 依然として行方の分からない似顔絵の女。次々殺される関係者。そんななか十津川は人気菓子開発を巡る不正があったことに気付く。大手製菓会社の社長・五十嵐泰三（市川左團次）と顧問弁護士・酒井久仁（横内正）、製薬会社の元社長塚本専太郎（寺田農）など、疑惑の人々の捜査を進め、十津川と亀井刑事（伊東四朗）は真相を推理する…。