警視廳的青年科學搜查官岡本（稻垣吾郎飾）為進修授課來到歌戀警察局。警察局的資深刑警、也是合唱隊隊長的村田（大杉漣飾）邀請岡本觀賞正在公演的音樂劇。兩人來到劇場，令人意外的是，演出在即而劇團的頭號明星King（西城秀樹飾）和青年演員阿谷（石井一孝飾）都不見了蹤影。King現身后，劇團團長決定由替角頂替阿谷上臺完成當天的演出。演出結束后，失蹤的阿谷被發現墜落懸崖，犯人究竟是誰？