殺人事件の容疑者が逮捕されると「動機」に注目が集まるが、昨今見聞きするあまりに身勝手で突発的な犯行動機には戦慄が走る。
一方で愛する人を奪われた側はこの手で犯人を八つ裂きにしたくとも、司法にゆだねるしかない。しかしその司法が通用しない場合どうするのか。前作から六年ぶりのガリレオシリーズはかつてない復讐の物語。
ある日行方不明になった並木家の長女・佐織が数年後静岡の家屋で遺体となって発見される。歌手を目指していた彼女は菊野市の期待の星、町の人気者だった。
容疑者として逮捕されたのは、以前少女殺害事件で逮捕・起訴されながらも、裁判で無罪になった蓮沼寛一。蓮沼は取り調べで黙秘を続け、処分保留で釈放された。その後、佐織の家族の前に姿を現わした蓮沼に町の人々は憤怒し、復讐心を募らせる。
かつて少女殺害事件を担当した草薙は、佐織の事件で再び蓮沼を世に放ってしまった自責の念に駆られていた。そんな時、蓮沼変死の一報が届く。被害者となった蓮沼を恨む町の人々にはアリバイがあり、その殺害方法も謎が多い。草薙はアメリカ帰りの物理学者・湯川に助言を求めた。
通常、ミステリーにおける名探偵とは事件を解決に導くキーパーソン。捜査が行き詰った時の便利な存在にもなりかねないが、湯川の造形はそう単純ではない。
警察に先んじて、推理から結論に近づいていく湯川。草薙たちは推理内容をすべて語らない彼に不満をぶつけるが、湯川はこう返す。
「正しく実験が行われたかどうかを判断するには、どんな結果が出るかなんて、知らないほうがいいんだ」
