一封寄给剣崎比留子的机密调查报告，指向一个名为“班目机关”的神秘地下组织。战后，冈山县富商班目栄龍在深山建立该设施，表面从事药品研究，实则网罗奇人异士，进行各种离经叛道的生物实验。1985 年，日本公安查抄了该机构，所有研究资料从此下落不明。仪宣大学副教授浜坂智教三年前因涉嫌参与极左组织，被公安列为调查对象。直到今年夏天，警方才搜出他家中藏有疑似班目机关的旧资料，而浜坂本人已带着实验室的实验数据销声匿迹。发信人明确指出，浜坂正是今年夏天“娑可安湖集体感染恐怖事件”的幕后主谋。
时间回到 7 月下旬。期末考试最后一天的午后，神红大学经济系一年级生葉村譲，正与理系三年级学长明智恭介在食堂“中央联合”进行日常的推理比拼。明智自封为“神红福尔摩斯”，创立了非官方社团“推理爱好者协会”，招揽葉村为负责“踩刹车”的助手。两人观察远处一位正在点餐的女生。明智见女生穿着白色长袖连帽衫，推测她极度怕冷，赶时间会点出餐快的乌冬面，最终定会选择咖喱乌冬面。葉村则反驳称，女生穿着易沾污渍的白衣，绝不会点汤汁四溅的咖喱。然而，女生最终端回了凉拌金枪鱼萝卜泥酱油乌冬面，两人双双落空。用餐接近尾声时，明智提到电影研究部计划暑假租借别墅拍摄伪纪录片，他极度渴望遭遇悬疑案件，曾三次向部长進藤歩申请同行，均遭无情拒绝。
进入 8 月，文学部二年级的黑发少女剣崎比留子在咖啡馆主动找上两人。她透露合宿场地由校友免费提供，实则是为了男女联谊。然而，去年参加合宿的一名女部员神秘自杀，近期活动室又出现写着“今年的活人祭品是谁”的匿名恐吓信，导致大批女生临时退出，進藤正为缺乏女伴焦头烂额。比留子提出充当女伴，换取進藤同意明智与葉村同行，唯一条件是两人不得过问她促成此事的真实目的。明智毫不犹豫地答应了交易。
合宿当天清晨，浜坂智教与其招募的五名社会边缘人，藏身于深山中一家废弃 20 年的无窗混凝土酒店内。他听说大学实验室昨晚被警方查抄，心如止水，毕竟核心数据早已销毁或带走。同伙们亢奋地准备开启“圣战”，浜坂内心却在冷笑，视这群人为不过是“工蚁”。众人乘车前往预定的“会场”。
葉村与明智在车站会合比留子，乘电车前往 S 县。列车上，一阵风吹乱了葉村的头发，比留子无意间瞥见他左侧太阳穴上那道旧伤疤——那是当年地震废墟中留下的印记。明智曾透露，比留子出身横滨名门，是位“侦探少女”，常协助警方破获悬案，只因家族施压才未见报。明智视其为竞争对手，推测此次邀约实为名侦探间的较量。
中午，三人与進藤歩、星川麗花汇合，坐上民宿管理员管野唯人驾驶的面包车。车内还有大二学生名張純江、大三的高木、大一的静原美冬。途中，管野提到附近自然公园正举办“サベア摇滚音乐节”，导致交通拥堵。高木反驳道，去年音乐节日程错开了一周，并未撞期。星川分发指南手册，显示住宿地“紫湛庄”共有 16 间单人房，其中 6 间未标名。下午 1:30，众人抵达紫湛庄，迎面撞见傲慢的学长七宮兼光、出目飛雄、立浪波流也。比留子指出，那 6 间空白房正是这三位学长所住，可能与部分女生相邻。管野介绍设施：客房门外开，自动落锁，插卡取电，墙上挂着精确的数字电波钟电梯狭窄，限载 4 人。葉村观察发现，建筑呈斜向错开的“雁行”结构，相邻房门开向各异。每层走廊由带双面锁孔的木隔断门分为东、中、南三区，可从两侧上锁。二楼休息室陈列着钝化的中世纪冷兵器，并立有 9 尊沉重的英雄青铜像。
午后，浜坂智教等人潜入自然公园的音乐节演出区，用微型细针将含有未知致命病菌的液体注入数十名观众体内。任务完成后，众人撤回山林高处的停车场，在闷热的车厢内互注余下的病毒。狂热的同伙们走出车厢，准备迎接所谓的“世界末日”。浜坂回想起出发前，他将记录毕生研究的手记藏在废弃酒店的隐秘角落，期盼有缘人能发现。
葉村譲等众人分乘两辆车，抵达浜坂早晨停留的那家废弃混凝土酒店拍摄。拍摄期间，名張因瓦砾中的蜥蜴尖叫。葉村在角落发现一支小注射器，明智则在石块下翻出那本黑色皮面手记。微胖的重元突然凑近，不顾葉村反对，强行将其塞入背包。拍摄结束走出废墟时，众人隐约听到音乐节方向传来密集的救护车警笛声。傍晚，众人在紫湛庄广场烧烤。葉村为防烟味，将手表用手帕包好，放在路灯下。出目飛雄不知所踪，葉村去取手表时，发现原地只剩手帕，手表不翼而飞。名張作证称，她曾出于好奇，“掀开”手帕确认手表还在，之后为躲避出目骚扰跑开，原地只留出目一人。明智推理，名張准确使用“掀开”一词，证明她确实见过实物，排除了女生的嫌疑。出目成为唯一嫌疑人，但他已提前离开。
晚上 9 点，试胆大会开始，葉村与比留子同组。比留子提出招募葉村为助手，葉村正错愕间，前方突然传来惨叫，十几个浑身是血、面目残缺的人影摇晃逼近。这些人目光涣散，对石块撞击毫无痛觉，散发着血腥与腐臭。两人意识到异常，叫停同伴，逃回紫湛庄。七宮冲出灌木丛，绝望地宣告下松已被生吞，重元惊恐地认出这些怪物正是丧尸。尸群顺着铁楼梯爬向广场，立浪夺过二楼展示的长枪，刺穿丧尸眼窝，破坏大脑，才将其制止。進藤得知星川未归，发疯般冲入建筑寻找。众人退守一楼大厅，明智拼死将静原推入大门，自己却被女丧尸咬中小腿。明智无奈苦笑，滚落楼梯，被尸群吞没。葉村在绝望与痛苦中果断下令关闭卷帘门，眼睁睁看着搭档消失。
一楼沦陷后，众人在管野指挥下退守二楼。大家搬来沙发等大型家具，在楼梯口筑起路障，又铺上床板制造滑坡，以延缓丧尸的攻势。比留子让管野将电梯停在二楼，确认无人后，用椅子卡住电梯门，切断电源，防止一楼的丧尸误触。众人将拔销式报警器设在路障后方预警，七宮则抢走另一个，装在三楼消防门处。晚上 10:30，剩余的十名幸存者聚在二楼休息室。新闻播报称音乐节遭遇生化恐怖袭击，此时手机已无信号，固定电话也无法拨通。管野提出夜间防御策略：建筑两侧连接外部消防楼梯的铁门只能从内侧开启或锁死，二楼东区原本只有名張和失踪的出目居住，名張搬入中区空房后，东区已成无人区，可将休息室与东区的隔断门锁死，作为缓冲地带。众人回到各自房间，紧闭门窗。管野因一楼沦陷，需借用失踪者星川的 203 室守夜，但星川带走了房卡，而紫湛庄必须插入专用磁条卡才能取电。由于二楼东区与中区间的门已锁，原本住在 206 室的名張搬入了中区的 205 空房，而其他空房的房卡都留在一楼前台，管野只能借用名張退出的 206 号房卡取电。深夜，葉村在 308 室望着楼下的丧尸海，祈祷平安度过此夜，却不知一场密室谋杀即将上演。暗处的凶手心中狂喜，决定利用这封锁的绝境，向仇恨的对象痛下杀手。
合宿第二天清晨 6 点，细雨连绵。管野紧急召唤葉村，重元在三楼進藤的 305 室门缝外发现一张纸条，上书“多谢款待”。管野用万能钥匙打开房门，一股浓烈的血腥味扑面而来。進藤惨遭啃咬，已化作面目全非的尸体，倒在敞开的阳台门上。高木夺过长枪刺入其眼窝，破坏大脑。尸体周围有带血的脚印延伸至阳台，但阳台外侧并无攀爬痕迹，室内又发现第二张纸条：“我开动了”。管野回忆凌晨 1 点曾见進藤来二楼喝水，名張称 2:30 听到楼上重物倒地声，比留子推测其遇害时间约为 2:30。葉村分析现场：建筑被丧尸包围，形成外部密室，房门自动落锁，构成内部密室。由于人类只需用 L 型铁丝从门底勾动把手，或使用万能钥匙即可开锁，比留子总结出令人毛骨悚然的矛盾：進藤身上的咬痕多达数十处，深及骨头，若为人类所为，其牙齿和口腔必受重创，但在场幸存者无人受伤，排除了人类直接咬伤的可能，而能制造咬痕的丧尸，绝无智力使用工具开锁。
重元补充了丧尸的特性：病毒通过体液传播，丧尸无需氧气，除非破坏大脑无法被杀死，而且拥有无限体力，它们毫无智力，无法使用工具，咬人仅为传播病毒，而非进食，因此進藤尸块散落，却未被啃食殆尽。这些情报排除了丧尸自主潜入房间杀人的可能。下午，高木向葉村吐露，去年合宿中，七宮和立浪玩弄女部员，七宮的交往对象恵绝望自杀。進藤明知合宿实为提供“活人祭品”的黑暗传统，仍为获取影视公司内定推荐，诱骗女生参加。这为隐藏在众人之中的凶手提供了充足的复仇动机。比留子认为凶手留下两张字条，必有深意，可能是为了扰乱推理。傍晚，葉村来到屋顶，丧尸发现他，试图抓人，从栏杆探出身子，失去平衡，如多米诺骨牌般坠亡。他遇到立浪，立浪冷酷地将恋爱比作丧尸病毒，展示了防身的匕首。夜晚，众人在二楼共进晚餐，重元解读黑皮手账，确认丧尸由“班目机关”病毒引发，断言这是践踏生命伦理的反噬。众人异常疲倦，深夜葉村回到 308 室，偶然注意到右斜前方的進藤房间里，漏出了微弱的台灯光亮。
清晨 4:30 左右，管野绝望呼喊，称二楼南区消防通道铁门已被丧尸撞破。众人通过三楼七宮阳台垂下的绳梯，惊险救出困在二楼的比留子、高木。管野沉痛宣告，立浪死在了二楼休息大厅。立浪从停在二楼的电梯轿厢内探出上半身，内部化作骇人的血海。他全身布满撕咬伤痕，头部被复制品鎚矛砸烂，碎裂的头骨中插着字条：“还剩一个。一定会来吃”。目睹惨状的比留子当场晕厥，苏醒后向葉村坦白，自己拥有不断卷入猎奇凶杀案的“诅咒体质”，招募助手仅为寻找挡箭牌。葉村虽受震动，但决定继续协助。比留子指出昨晚众人皆经历了深度昏睡，唯独对咖啡过敏的葉村和只喝可乐的重元没有症状，定是有人在晚餐咖啡中混入了安眠药。
众人拼凑出凌晨的时间线：比留子在 4:25 接到无声的丧尸骚扰电话，致电管野求救。管野在 4:26 走出房间，发现尸体，顺手锁上了关闭但未落锁的南区木门。高木补充，在接起比留子的电话前，她房间的座机曾持续响铃 1 分多钟，当时她因安眠药处于昏睡，直到电话断了又响才清醒接听。比留子查明立浪手腕有勒痕，房门框边缘的灰尘被擦除，推测凶手将门推开一条缝，将细绳套在 U 型门挡上，从门上方绕出，关门后在室外横向拉动细绳，从而拨开门锁。通过重拨功能，确认凶手利用二楼东区 206 空房拨打了高木的电话。这意味着凶手拨打高木电话的那 1 分多钟，正是比留子醒来后与管野通话的 2 分多钟之内，由此确立了管野和比留子牢固的不在场证明。重元在 206 室阳台下方的尸群中，发现了被丢弃的紫湛庄浴衣。比留子指出，若立浪在电梯门关闭时被咬，门内侧必然溅血，反之，门内侧无血迹，说明他被咬时电梯门是敞开的，门板收进了墙壁内侧。当时二楼大厅安全，丧尸被挡在防线外，立浪不可能在二楼敞开的电梯里遇袭。由此推断，立浪实际上是在一楼被杀，凶手将电梯按下一楼，开门让其受袭，唤回二楼后再砸烂其头部。讨论中，七宮精神崩溃，抢走十字弓，将自己反锁在三楼的 301 室。比留子与葉村重返進藤案发现场，掀开床被，发现正反两面血迹位置完全不吻合，瞬间看破了進藤案的密室手法。
接近正午，细雨纷飞。葉村与管野在屋顶绘制 SOS 求救信号时，管野提起了立浪母亲出轨杀夫的往事。回到 308 室，比留子帮葉村吹干头发。葉村随口开玩笑，若遇险就背着她利用绳梯逃生，葉村却回以“重量超载”。“超载”二字触动了比留子，她拉着葉村冲向 2 楼大厅，指着青铜像底座的暗红色血迹，宣告破解了电梯搬运诡计。此时，南区木门被丧尸撞破，带头者竟是试胆大会中失踪的出目飛雄。出目半边脸虽已残缺，面貌却依稀可辨。静原爆发出惊人气魄，挺枪刺穿出目的右眼，逼退尸群，众人退守三楼。葉村心生疑窦，连出目变丧尸都能辨认，为何進藤的脸会被啃得面目全非？下午 2 点，重元播放电影时回想起，立浪房间的背景音乐曾在昨天下午 4:30 中断过几秒。管野也证实，昨晚巡视進藤房间时，书桌台灯确实亮着。比留子利用房门演示，揭示了凶手趁立浪抽烟时掉包房卡的手法。话音未落，三楼南区七宮房间传来重物撞击声与防狼报警器尖鸣，南侧消防铁门被撞破。众人转移至屋顶仓库，用摄像机悬吊至七宮阳台外拍摄，绝望地发现七宮死在房内，身上没有外伤，门窗完好，形成第三个绝对密室。在静原的强硬逼迫下，比留子终于展开最终推理。
本作将“丧尸围城”这一科幻恐怖设定转化为暴风雪山庄的物理屏障，堪称“设定系本格”的里程碑。作者严格遵循“丧尸无智力”、“仅传播病毒”、“体重与常人无异”等生化法则，将其化作构建密室与不在场证明的逻辑基石。三起密室诡计各异，终局排除法推凶手依赖证词破绽，情感动机令人毛骨悚然。