故事主人公A给二階堂蘭子讲述自己年轻时经历的奇异案件。故事背景是在1920年的西伯利亚，人称“大象墓场”的“死亡谷”。主要故事以A和商队队长B的记录形式展开。
某商队队长B名义上运送货物，其实暗中给白军运送物资，目的地是死亡谷。商队被不明“跟踪者”追杀，连续四人遇害。A被红军追杀，B带手下杀死红军，将A救下，A跟随商队。B一个月前遇到一名从死亡谷逃出的红军士兵。该士兵从死亡谷偷出一袋宝石，逃跑时遇到巨型的猛犸象，体型有寻常大象的两三倍大，子弹打到身体上便会弹飞。B的妻子被某贵族抢到死亡谷，后来又跟了将军C，所以B一直对死亡谷念念不忘。有人偷取商队食物。
商队投宿某老爷爷家，老爷爷说死亡谷的湖底有猛犸妖怪，并拿出一张照片，上面显示湖表面的冰层被怪力从水下顶起，拱成倒扣碗形。有人在船上看到猛犸从水下升起，在水面掀起激流，连人带船打到岸边。
接下来连续发生两起无足迹杀人案件。商队成员D坐雪橇进入小屋，门口雪地只有雪橇和D本人足迹。A、B等人在屋内发现D的尸体，死因是后头部流血。尔后众人来到“俄罗斯馆”。当晚管家、女仆、管家妻子接连被利刃割喉，女主人E亦被杀，凶器是一把十六世纪的战斧。B的两名部下亦被杀。众人在馆内发现E的大女儿F的头颅，但是没有找到尸体。俄罗斯馆玄关外面有一行足迹通向东侧三十米的礼拜堂，在礼拜堂内发现了F的躯干。F死时怀抱两个双胞胎妹妹，其中右侧妹妹的脸被打烂，左侧妹妹的脸完好，二人均已死去。俄罗斯馆后门有雪橇往返足迹，貌似凶手坐雪橇离开现场，但无法解释凶手如何在礼拜堂杀人之后离开。
商队在接近死亡谷的途中再次遇到“跟踪者”，B带着手下追击未果，返回营地的时候雪橇发生爆炸，当场将厨师G炸成碎块，宝石不知去向。B与残存部下抵达死亡谷，将货物交给将军C。B叔父之子告诉B在死亡谷的第三溪谷有一个秘密的武器研发基地，里面有能离地行驶的机车。A为了调查武器基地只身一人摸入第三溪谷，看到离地五厘米行驶的大型机车。A第二日深入腹地，在一个水槽中看到头发颜色不同的三名裸女，A触摸水槽中的溶液，登时昏迷。A苏醒后正好将军C进入，A躲起来听到C的对话。C劫持了沙皇Nicholas二世的第四公主Anastasia，C认为Anastasia已经没有利用价值。A见到心仪的Anastasia公主，经公主介绍认识了博士H，H向A解释武器工作原理。
二階堂蘭子与“杀人艺术会”的其他成员一起展开推理。
1920年西伯利亚发生的两起雪地无足迹杀人，解法居然不仅靠诡计的奇思妙想，而是更多地依赖布局做掩护，这本来并非作者擅场，所以本作完成度之高格外令人刮目相看。布局采用标准的“作中作”手法，因为套了两层叙述性诡计，所以很难猜出全部真相。二階堂蘭子以安乐椅侦探身份出现，与案件人物几无互动，反倒减少一贯的人物诟病。结尾关于幽灵猛犸的解释为欢乐八嘎。媲美『吸血の家』的杰作，推荐。