雷鳥九号殺人事件
十津川捜査班の4人が大阪での研修を終えた後、雷鳥九号に乗って北陸へ旅行に出かける途中、車内のトイレで銃殺死体が発見された。その直前に西本刑事がグリーン車内で美しい女性が一人の男性と隣の席で会話をしているのを目撃していた。その女性は福井で下車した。西本刑事の証言から、殺されたのはその女性と会話をしていた男性であることが判明する。後日、他の乗客の目撃情報により、犯人はその女性であることが発覚して逮捕されたが、その女性は取り調べに対して黙秘を続けた。一方、事件当日の深夜に敦賀-新疋田間の線路脇にて、保線員がブローニングの自動拳銃を発見した。
その後、弁護士と銃の専門家を呼び、この事件を巡って裁判が行われた。そんな中で、雷鳥九号での殺人事件から1ヵ月後、金沢市内の空き家で銃殺死体が発見される。解剖の結果、死亡推定時刻が雷鳥九号での殺人が起きた日の朝と判明した。また、銃の専門家の鑑定により雷鳥九号での殺人と空家での殺人は同一拳銃(上記の線路脇に落ちていた拳銃)から発砲され、同一拳銃による犯行であるというアリバイが発覚した。十津川たちは空家での殺人と雷鳥九号での殺人事件との関連調査を急ぐと共に、拳銃と列車を使ったアリバイトリックの究明に挑む。