野口史明の部屋。テーブルには蝶の標本と札束が置かれている。
「お断りですよ」。
テーブルをはさんで対峙する相手を、帰そうとする野口。その時…！

翌日、野口は自室で刺殺体となって発見される。
そこへ、熱心な蝶コレクターの染井繁が、警察の制止を振り切り飛び込んでくる。
「蝶を取り返してください！」。
染井は、野口が持っていた世界に2体しかない新種の蝶
『ミヤモトアゲハ』の標本のことを言っているのだ。
確かに、前日、札束と一緒に置かれていたその標本は、室内から姿を消していた。
ミヤモトアゲハの相場は300万円。
もし、標本目当ての殺人だとすると、もう１体の持ち主も危ない。
杉下右京（水谷豊）と亀山薫はさっそく、保管場所の城南大学へ
ミヤモトアゲハの第一発見者、宮本洋一郎教授を訪ねる。

標本は無事。
だが、助手の小西美紗緒は、宮本教授の悠長な態度が心配でならない。
するとそこへ、あの染井が300万円を持って訪ねてくる。
ミヤモトアゲハを売ってくれというのだ。
教授にその気はまったくないのだが、染井は連日のように現れるという。
「あきらめませんよ…いつか必ず…」と、ぶつぶつ言いながら去って行く染井。

野口宅から盗まれた標本は、かつてオークションにかけられていた。
300万円で落札したのが野口。
競り負けた相手は染井だ。
その後、染井はどうにか金を工面し、幾度となく野口の家を訪れたという。
しかし、野口が標本を売ることはなかった。
その無念さが、染井を動かしていた。
「蝶を手に入れるためなら、どんなこともする…」。

その夜、城南大学に再び染井が現れる。
美紗緒を捕まえて標本を売ってくれと迫る染井。
札束はさらに増え500万円。
実家の掛け軸を売ったという染井の狂気に、美紗緒は恐怖を感じ、
逃げるように大学を後にするのだった。

あくる日、大学の研究室で宮本教授の他殺体が発見される。
標本も見当たらない。
当然、染井は重要参考人として聴取を受けるのだが、「天罰ですよ」と笑うばかり。
「あの蝶を自分のものにする資格があるのは、この世でただ一人、僕だけなんだ…」。

教授も野口も、「あの蝶を心から愛してはいなかった」と言う染井。
確かに、野口は染井のような蝶愛好家ではない。
しかし自宅には、染井が持っていたのと同様の、
ミヤモトアゲハの採取・目撃地点が詳細に記された地図があった。
その分布状況を見て、右京はある確信を得る。
ミヤモトアゲハの羽化地は、採取された地点よりずっと北にあり、
季節風に乗って和歌山まで飛ばされてきたのだと。
風上には、5年前に地元住民の反対を押し切って操業を開始したものの、
１年で閉鎖となったある企業の工場があった。
野口は、そこの元社員。
また、宮本教授が代表を勤めていた蝶協会のメイン・スポンサーでもある。
工場と今回の事件に、何か関係があるとしたら？
右京は、ミヤモトアゲハが工場の自然破壊による“異常固体”なのではと推理を広げ…。