公安人员朝鲁和助手刘小克奉命前往内蒙古草原的诺敏塔拉牧场,重新审理一年前的3万元现金失盗案。当时重点怀疑对象李莉精神失常,而另一个怀疑对象陈明清在太原旅馆服毒身亡。朝鲁与牧场保卫科长白云等人急赴太原现场,发现有另一人的行迹。据旅馆服务员讲,陈明清被害当晚曾有人来电话找他。朝鲁分析,打电话的人很可能就是出现在现场并投毒的另一人。在调查过程中,始终有一个形迹可疑的怪老头,时时探听破案情况。朝鲁暗中调查了牧场几个人后,发现疑点集中在林菁菁身上,她正是他插队时的女友林志红。朝鲁抑制住个人情感,四处调查林在那天晚上的行踪,结果证明林当时正坐在由北京开往哈尔滨的列车上,排除了她出现在太原旅馆的可能。
朝鲁感到宽慰的同时,又为线索中断所困惑。正在此时,有人反映牧场里曾被劳改过的伊德尔在这期间曾几次出现在太原旅馆附近街头,经调查证明现场的痕迹正是此人留下的,此人又与被害者的妻子于冬梅过从甚密。朝鲁反复做工作,终于摸到伊德尔的行踪,但他在一个漆黑的夜晚意外地被人暗中击晕在太原街头。白云及时赶到将朝鲁送入医院。当于冬梅交待伊德尔的住处后,伊却被怪老头拉走消失无影。朝鲁出院后又对于冬梅做了大量工作,并从她那儿了解到分伊并不是凶手,陈曾在被害的那天下午,在太原一家餐馆与一女人共餐。这使朝鲁又重新想起了林菁菁。为什么她要留下几张能证明她在从北京到哈尔滨列车上的照片?朝鲁重新沿着林出走的线路调查,终于找到了证明林就是凶手的第五张照片。这时伊的失踪引起白云的不安。一日,他突然收到怪老头的信,声称伊德尔在他手中可以付重金交换。白云终于上当,露出原形,原来他正是这一盗窃案的主谋。他先后利诱威胁占有了林菁菁,并借林的手杀了陈明清。见事已败露,他决定取出赃物外逃,万万没想到怪老头步步紧跟,在他挖取赃物时及时赶到。原来这怪老头就是太原公安局暗中协助破案的老侦察员。公安人员将白云、林菁菁抓获归案。朝鲁目送林菁菁被押上警车,陷入深思之中。
这个案件经过一系列的推理和调查,最终揭露了真凶的身份和犯罪过程。