前女友的死亡
九月一日下午，某公寓楼下花丛中发现一具女尸，警官寺田带队赶到现场。死者是租住在四楼的女大学生是枝麻衣，死因是高处坠落后头部碰撞到硬物，死亡时间是下午三点左右。经勘查，死者房间桌上有一个盛有麦茶的杯子，厨房水槽里有一个洗好的同款杯子；房间的门把手明显被擦拭过。这些都说明，曾有人进过房间，而且极力掩藏自己来过，有可能就是那人把麻衣推下了阳台……然而，警方没有收集到任何目击线索。
快五点时，一个年轻人从人群中挤进来，当他发现死者是麻衣时非常震惊。年轻人叫高见恭一，与麻衣同校，是她前男友。他说，下午两点麻衣打电话说有要事商量，让他五点到公寓。寺田问：“你知道她想跟你说什么吗？”
恭一伤心地说：“不知道。”
“三点左右你在哪里？”
恭一说：“两点半到三点半，我在实验室，师姐可以做证。”
恭一是医学系研究生二年级的学生。他的话很快得到证实，嫌疑基本被排除，警方开始寻找其他突破口。调查后得知，是枝麻衣，原名原田麻衣，八个月前她的父母离婚，她改随母姓。她跟恭一交往一年多，半年前提出分手。麻衣社会关系简单，很难想象有人要取她性命……
五天后，寺田刚到警署，同事就说：“前天我们接到报警，有个学生公寓发生盗窃，窃贼盗取了银行卡和现金。现场有一个受害学生非常不安，当时我们觉得有点奇怪，但又说不出哪儿有问题。那个学生叫高见恭一。”寺田有些吃惊，同事接着说：“今天我们收到一个快递，是一本日记。”说完，他将日记本递给寺田。寺田翻开日记本。日记是恭一从九月一日开始记的，只有三天的内容。
复仇者的日记
根据日记，九月一日下午两点，恭一接到麻衣的电话，他很意外，毕竟两人已分手半年，麻衣请他下午五点去她公寓，说有要事商量。接着，恭一去了实验室，跟师姐聊到三点半。师姐提到导师奥村正在找某本专业书籍，那书刚好在恭一手里，于是他赶紧拿上书，给奥村送去。奥村看到书后很开心，两人便聊了起来。快到五点时，奥村看出了恭一心神不宁，便开玩笑地问是不是约了女孩子，还问是不是自己一年前见过的是枝小姐。
离开导师家，恭一就去了麻衣家，惊闻惨案发生，他从警察的议论中了解到存在他杀的可能。恭一决心找出凶手，为麻衣复仇。
九月二日这天，麻衣的母亲扶美致电恭一，请他晚上一起守灵。恭一从小父母双亡，跟麻衣交往后，扶美把他当儿子一样，让他很感动。晚上，扶美说，警方告诉她麻衣已有三个月的身孕，她猜测麻衣的死可能与此有关。恭一心如刀绞，问：“你知道那个男人是谁吗？”
“跟你交往，麻衣早就告诉了我，但这件事她从没说过。警方还问过她的朋友，也没人知道。”
麻衣的新欢究竟会是谁呢？
突然，恭一问：“警方说过孩子的血型吗？”
扶美说：“听说是AB型。”
恭一想，麻衣是B型血，那么，孩子父亲的血型应该是A型或AB型。血型首先基本确定了，其次是年龄。恭一高中毕业后打了几年工才去考大学的，比同届的同学要大几岁，可分手前，麻衣不止一次说他孩子气，那时她应该是拿恭一跟新欢做对比，新欢一定比麻衣大很多。第三，麻衣对母亲保密新恋情，難道是交往对象不能暴露？比如对方是黑社会或是有妇之夫？
九月三日是麻衣的葬礼，恭一见到了麻衣的父亲原田。原田不停地安慰扶美，恭一想，他们说不定会重新在一起，那样麻衣的姓是不是要改回“原田”了？这时恭一想起，那天奥村问他，是不是要去见自己一年前见过的是枝小姐。麻衣的父母是八个月前离婚的，一年前麻衣还姓原田，奥村怎么知道麻衣改姓了？难道……
恭一知道，奥村52岁，是A型血，虽然他不是有妇之夫，但学校严禁师生恋。恭一也知道，奥村生活上非常随便。麻衣与奥村交往后，发现自己怀孕了，由此遭到奥村的冷遇，向恭一求助，那也许就是麻衣想说的“要事”。奥村受到威胁后动了杀心，也是有可能的。
晚上十点，恭一来到奥村家，说了自己的推测，奥村刚开始矢口否认，但当恭一要求他去做DNA鉴定时，奥村发现无法狡辩，就承认了一切：奥村初见麻衣后，就想方设法制造机会与她见面，还经常投其所好。麻衣慢慢被吸引，与恭一分手，开始与奥村交往。麻衣怀孕后，奥村却提出分手。九月一日上午十一点，麻衣打电话让奥村下午三点去她公寓谈谈。两人话不投机，奥村一怒之下将麻衣推下了阳台。事后，奥村洗净了杯子，擦掉了指纹，回家后不久，就碰到恭一来送书……听完奥村的讲述，恭一拿起桌上的裁纸刀，狠狠地刺进了奥村的身体……确认奥村死亡后，恭一擦去了刀和门把手上的指纹，关了空调和灯，然后离开了。
寺田看完日记，立刻带人赶往奥村家，同时派人去抓捕恭一。
奥村果然死在家中，致命伤口如日记所述，是裁纸刀所致。当时室内温度大约三十度，法医根据尸体情况，判断其死亡时间大约是九月三日晚上十点，这跟日记里的时间也相符。DNA鉴定结果显示，奥村确实是麻衣孩子的父亲。当日，麻衣也的确跟奥村和恭一联系过。然而去抓捕的警员报告说，恭一在逃跑的过程中被车撞死了……
被隐藏的真凶
一周后，寺田整理好案情资料，送到资料室封存。没多久，负责管理资料的警员冴子联系寺田，让他再去调查一下奥村被杀时扶美的不在场证明。结果显示，扶美九月三日葬礼结束后独自回了家，晚上十二点睡觉，无人证明。
冴子指出了日记里的两个疑点：一是为什么去复仇的人不准备凶器，而是随手拿起桌上的裁纸刀？二是为什么恭一要关空调？
寺田想了想，说：“关空调，也许是他下意识的习惯吧。”
冴子问：“我们会把下意识的行动写在日记里吗？”
“这确实不太合理……”
“第一个疑点，只有一种可能，恭一到现场时，奥村已经被人用裁纸刀杀了，恭一想要包庇真凶，决定用‘日记’自首，日记是恭一刻意写给警方看的，但裁纸刀这个不合理的地方，他没办法解释。真凶也是深爱麻衣的人，符合这个条件的，应该只有扶美，前提条件是她早知道奥村杀了麻衣，葬礼结束后，冲动之下去杀了他。可恭一为什么要写关空调？”
寺田猜测道：“可能他有必须关空调的原因，但不能暴露。”
“那他不写就行了呀！事实上他有不得不写的原因。写了关空调，警方就会按发现奥村尸体时的室温推断死亡时间，但如果当时是把空调温度打到最低，在警方赶到现场前再关掉空调，那么奥村实际的死亡时间会比警方推定的……”
“更早？”寺田惊呆了。
“是的，奥村实际死亡时间要早于九月三日。恭一费这么大劲，误导警方把死亡时间推定到扶美没有不在场证明的时间，说明他想包庇的不是扶美，真凶也不是她。”
“那真凶是？”
“真凶是——麻衣。”
冴子说，警方之前掌握的资料，只能证明奥村是麻衣的恋人，并不能证明奥村杀了麻衣。奥村始乱终弃，可以是他杀麻衣的动机，也可以是麻衣杀他的动机。麻衣是跳楼自杀，那个洗净的杯子，和擦拭过的门把手，只是有人想让警方以为麻衣是他杀。真相其实是，九月一日中午，麻衣来到奥村家，要求和他结婚，可奥村却提出分手，麻衣冲动之下拿起裁纸刀杀死了奥村。回家后，她痛苦万分，决定自杀。寻死前她给恭一打了电话，这通电话大约是下午两点。
麻衣在三点左右跳楼自杀，恭一两点半到三点半都在实验室，但麻衣的来电让他感到不安，三点半离开实验室后他就赶去了麻衣家。麻衣留下了遺书，里面写了她和奥村的事，包括杀死奥村的过程。恭一看完后，从阳台看见了麻衣的尸体，然后他赶到奥村家，发现导师真的死了。恭一不希望麻衣死后背负杀人犯的恶名，于是设计了一个大胆的计划。他要让奥村的死亡推定时间延后，让麻衣得到“死”这一不可动摇的不在场证明。
可奥村背上插着裁纸刀，怎么看都是他杀，这就需要有一个杀死奥村的人，这人发现奥村杀害了麻衣，然后为麻衣复仇。引入复仇情节，奥村的死自然就晚于麻衣。恭一决定扮演复仇者。他把空调温度调到最低，延缓尸体腐烂进程，然后再赶去麻衣家，制造他杀的假象。完成这些后，他立即离开，五点左右，又装作匆匆赶来……
恭一的计划成立的关键，就是那本复仇日记。他自导自演了盗窃案，又将日记寄给警方。这之后，他赶去奥村家，关掉空调，这样警方根据日记发现尸体时，房间里就是正常的室温。恭一逃跑也只是装装样子，没想到最后被拐角处开出来的车撞死了……