亀井刑事（伊東四朗）は休暇を取って志賀高原を訪れた。亀井は美女・広田みや子（上野なつひ）と出会い、みや子から志賀高原の大沼池に伝わる「黒姫伝説」について聞かされ、美しい娘・黒姫と大蛇の化身との悲恋に思いを巡らせた。その翌朝、みや子は何者かに狙撃され息を引き取る間際、亀井に「黒姫伝説」由来のお守りを託した。 　　捜査を担当するのは長野県警の望月警部（城戸裕次）。亀井も一緒にみや子の足跡を追い、ある別荘にたどり着いた。別荘のオーナーは東京の会社社長・久保満（布施博）である。部屋から久保とホステス・吉田みどり（高久ちぐさ）の2ショット写真と、それとは別にみや子の写真が発見された。十津川警部（渡瀬恒彦）が東京の自宅に久保を訪ねて事情を聞くと、久保は「みや子とは面識がない」と答える。さらに事件の前夜、みどりと一緒に別荘にいたが、そこで別れ一人で帰京したとふてぶてし...