民國三十五年初春，上海灘發生了一樁離奇的命案。
死者名叫林婉儀，是上海灘大名鼎鼎的歌舞劇院老闆，年僅二十八歲，被發現死於劇院三樓的休息室中。報案人是劇院裡的一名雜工，名叫阿強。據他所說，當天下午他原本想找林婉儀請假，卻發現休息室的門反鎖著，裡面傳來激烈的爭吵聲。他隱約聽見一個男人的聲音，似乎是在和林婉儀爭執什麼。阿強怕惹麻煩，就沒敢進去，一直到晚上，見休息室還亮著燈，裡面沒有動靜，才悄悄推門進去，結果發現林婉儀已經倒在地上，沒了氣息。
巡捕房接到報案後，立即封鎖了現場，並將與林婉儀有過節的人一一排查。經過走訪得知，林婉儀性格要強，在經營劇院期間得罪了不少人。她的丈夫一年前因病去世，此後她身邊不乏追求者，其中不乏一些心懷不軌之人。不過案發當天，這些人都有不在場的證據，排除了嫌疑。
這時，法醫對林婉儀的屍體進行了初步檢查，發現她的後腦部有一處重創，這應該是導致她死亡的直接原因。此外，她的雙手緊握，指甲縫裡殘留著一些皮屑組織，經檢驗，這些皮屑屬於一個陌生男人。巡捕房的探長雷歐判斷，兇手應該是一名男子，而且和林婉儀發生過激烈的打鬥。
就在雷歐準備進一步調查時，劇院的一名女演員突然站了出來，說案發當天，她曾在休息室門口看到一個陌生男人的身影。那男人身材高大，穿著一件黑色的風衣，戴著帽子和口罩，看不清長相。他鬼鬼祟祟地在門口張望了一會兒，就匆匆離開了。
女演員的話讓雷歐眼前一亮，他立即調取了劇院附近的監控錄影，果然在案發時間段內，發現了一個符合描述的男子。那男子行色匆匆，從劇院後門溜了出去，消失在了人群中。雷歐一路追蹤，發現男子最後進入了一家小旅館。
旅館老闆告訴雷歐，男子當天傍晚入住，第二天一大早就退房離開了，只留下一個破舊的行李箱。雷歐開啟行李箱，發現裡面裝著一套沾有血跡的風衣，經檢驗，上面的血跡屬於林婉儀。此外，風衣口袋裡還有一張紙條，上面寫著一個地址。
雷歐帶著風衣和紙條，來到了紙條上所寫的地址。這裡是一片破舊的居民區，住著一些來上海灘謀生的外地人。雷歐按照地址找到了其中一間小屋，卻發現屋子裡空無一人。鄰居告訴他，住在這裡的是一個名叫趙天明的男子，是個無業遊民，平時靠給別人打零工為生。案發前幾天，趙天明突然說自己找到了一份好工作，要搬出去住，之後就再也沒回來過。
雷歐判斷，趙天明很可能就是殺害林婉儀的兇手，立即在全市範圍內釋出了通緝令。可一連過了好幾天，都沒有趙天明的訊息，彷彿人間蒸發了一般。
這天，雷歐正在辦公室裡翻閱案卷，突然接到一個匿名電話。對方自稱是趙天明的朋友，說趙天明現在躲在城郊的一座廢棄倉庫裡，不敢露面。雷歐立即帶著人趕到倉庫，將趙天明捉拿歸案。
面對審訊，趙天明對自己殺害林婉儀的犯罪事實供認不諱。他交代說，自己原本在劇院裡打零工，一年前，林婉儀的丈夫去世後，他開始追求林婉儀，希望能和林婉儀結婚。可林婉儀一直對他若即若離，既不答應也不拒絕。案發當天，他來到劇院找林婉儀，希望她能給自己一個明確的答覆。沒想到林婉儀不但拒絕了他，還嘲笑他是個一無所有的窮光蛋，永遠也別想配上她。趙天明氣不過，就和林婉儀打了起來，一失手將她打死。
案子到這裡似乎已經真相大白，可雷歐總覺得有些不對勁。趙天明雖然承認了罪行，但他在交代作案過程時，總是含糊其詞，眼神閃爍，似乎在刻意隱瞞些什麼。而且，雷歐調查過趙天明的身世背景，發現他從小就無父無母，一個人在上海灘流浪，連飯都吃不飽，又哪來的勇氣和財力去追求林婉