初春时节，京都的下宿里，英都大学副教授火村英生因工作繁重，疲惫不堪。房东篠宮時絵建议他去三重县度假，目的地是前房客木崎经营的民宿，递来一张早已联系好的传真地图。房东致电邀请推理作家有栖川有栖同行，待他应允，又联系木崎安排行程。当天下午，两人乘车抵达上小浦渔港，找到一艘名为“宝神丸”的小渔船。有栖川看着地图上潦草的字迹，向满头白发的老船长村田提出包船前往“乌岛”。村田嘀咕着木崎拜托他运送的客人比预想多，又说他们是最后一批，让两人登了船。下午 4 点多，渔船驶过一座开满油菜花的小岛，继续向深海行进。航行近 40 分钟，渔船在日落前靠近一座海蚀崖，停靠在荒凉的码头，码头上仅有破旧小屋与断裂的水泥阶梯。老船长丢下一句“星期一中午来接人”，便匆匆离去。火村瞥见破裂的阶梯上方，一男一女两个小学生正俯视他们，随即迅速跑开。两人爬上高台，发现上方是一片杂草丛生的废弃村落，杳无人烟，唯有成群乌鸦漫步。两人顺着孩童消失的方向走向右前方树林深处，发现一栋带有蓝色西班牙瓦的欧式两层洋房。
两人按响门铃，50 多岁的女管理员木崎治美应门，惊讶地告知，此岛名为黒根岛，“乌岛”只是俗称，岛上没有民宿。高个子男子財津壮闻声走出，查阅传真地图后指出乌龙，地图上写的其实是“鸟岛”，即两人路过的那座油菜花岛。字迹潦草导致“鸟”、“乌”混淆，加上有栖川的口头误读，两岛恰好都有木崎负责接待，渔夫先入为主，一连串巧合让两人误登了与世隔绝的黒根岛。手机失去信号，火村借用玄关的无绳电话致电鸟岛民宿，得知老板娘突发急性阑尾炎，留守人员无法派船接人。众人来到大厅，包括发型如西兰花的中年男子藤井、短发年轻女子中西美祢、长发年轻女子水木妥恵。治美表示天黑后海域暗礁密布，当地船只不愿驶近。洋房主人是隐居的象征派诗人海老原瞬，他在二楼楼梯口现身，冷淡地吩咐众人给两位不速之客端茶，确认受邀客人都已到齐，便转身回房。走廊上，中西美祢带着之前偷看的两个五年级孩子出现。男孩是財津的外甥市ノ瀬拓海，女孩是另一对来客夫妇的侄女小山鮎，他们认出了有栖川的儿童推理作家身份。在餐厅喝咖啡时，有栖川注意到墙上挂着海老原亡妻八千代的巨幅肖像，她 6 年前因病早逝，年仅 27 岁。他暗自盘算，洋房内共聚集了 11 人：屋主海老原、藤井、妥恵、美祢、財津、拓海、小山鮎、小山鮎的叔婶夫妇、面容阴沉的男管理员木崎信司和妻子治美。客人们年纪相仿，有栖川推测这场孤岛集会，或许是为了纪念亡妻。
傍晚 5:30，治美返回餐厅，无奈表示联系不到愿意出海的船只。藤井责备治美不该轻易放弃。大家心照不宣地排斥外人打扰内部集会，最终在海老原的妥协下，两人获准在简陋的阁楼暂住一宿。治美将两人引至一楼书房向主人道谢。海老原重申只能留宿至次日中午，透露此岛曾有百余人居住，如今已沦为荒岛。交谈间，有栖川注意到书房右侧书架最上层，摆放着一只栩栩如生的乌鸦标本。
黄昏时分，有栖川与拓海在院子里玩抛接球，火村抽烟旁观，小山鮎负责捡球。有栖川察觉到，洋房里的成年人正透过窗户和二楼阳台注视着前庭，让他感到不适。游戏即将结束时，东面天空传来巨大的轰鸣声，一架直升机迎着夕阳降落在后方空地。一名戴墨镜的年轻男子走下机舱，直升机随即起飞离去，切断了退路。有栖川认出此人是致力于将日本流行文化推向全球的企业家——被誉为“拥有点金之手的御宅族”初芝真路。初芝满脸笑容地解释，自己是专程包机前来，寻找藤井医生求助。众人回到前院，藤井勃然大怒，严词拒绝初芝的委托，下达了逐客令。初芝毫不退缩，透露自己已租下岛南边废弃的榊原家空屋，打算逗留到周一接应的直升机到来。藤井提议将火村和有栖川也赶去与初芝同住，但海老原以不能将客人让出为由拒绝。晚餐后，小山鮎和拓海极力挽留两人，向来孤高冷漠的海老原竟为顺应孩子的心意，一改排外态度，亲自邀请两人在洋房住至周日，众人见状也纷纷软化态度。
当晚，众人在餐厅举行自助晚餐，席间毫无纪念亡者的肃穆感。有栖川结识了小山鮎的叔婶香椎匡明与香椎季実子夫妇，偶然注意到季実子左侧下巴有一颗黑痣，与水木妥恵右侧下巴的黑痣位置恰好左右对称。闲聊中，妥恵含糊地透露，藤井曾是东帝大学医院从事尖端医疗研究的医生。晚饭后，有栖川去洗手间途中，在走廊深处偷听到管理员木崎夫妇的激烈争吵。治美死死揪着丈夫信司的胡子，警告他不要让“坏毛病”复发，若在这个节骨眼上惹出麻烦，自己定会杀了他。深夜，有栖川与火村前往南边废屋，在悬崖边遇到了仰望星空的初芝。初芝大谈商业宏图，抱怨这里没有“山珍海味”，触发了火村的联想，当场指出藤井是两年前引发轩然大波的“产科医生”（发音与“山珍海味”相同），起因是从事违背伦理的尖端医疗研究。初芝将海老原丧妻的背景与众人失去亲属的情况联系在一起，推测出这场集会的真相。初芝证实，此刻聚集在孤岛洋房里的访客，全都是为了恳求藤井医生利用尖端技术，为逝去的挚爱亲人制作克隆人。
星期六早晨，有栖川在阁楼醒来，脑海中回放着凌晨 2 点多他与火村在废屋中与初芝交谈的情景。初芝继续坦白，他登岛并非为了复活亲人，而是恳求藤井克隆自己，创造一个拥有相同基因的完美克隆人，来继承庞大的商业帝国。初芝还透露，藤井当年培育出克隆猫，宣称要制造克隆人，被驱逐后一直依靠海外资金，在地下推进克隆人的研究。上午 8 点，众人在餐厅吃完早餐，初芝来到洋房外纠缠。藤井走到庭院中，坚决将其赶走。管理员木崎信司仅仅因为名字发音与初芝相同便表达崇拜，惹得妻子治美当众揭穿了他近期沉迷网络赌场的事实。约 1 小时后，有栖川与火村溜出洋房，沿着海岸线顺时针环岛散步。途中，有栖川提起海老原书房里的乌鸦标本，联想到 Edgar Allan Poe 悼念亡妻的名诗《乌鸦》中，乌鸦象征着死亡与“绝不复返”，认为丧偶的鳏夫保留如此不吉利的物品有悖常理。火村却暗示，若海老原企图战胜残酷的宿命，乌鸦反而成了他对命运复仇的标志。临近中午，两人途径废村废屋附近时，听到屋内初芝正用卫星电话大发雷霆地痛骂手下。
傍晚，火村与海老原散步归来，治美抱怨丈夫自下午 3 点出门后便下落不明。火村与有栖川自告奋勇，前往废屋寻找。男孩拓海尝试使用固定电话，却发现电话线已完全打不通。两人推开未上锁的拉门，发现屋内初芝的行李和资料散落一地，有被焦急翻找过的痕迹。在深处房间，木崎信司背朝上趴在地上，额头砸裂，已经气绝身亡。遗体脚尖前方约 1 米处掉落着一个沾满血迹的铁哑铃，上面刻着“10 公斤”。火村通过触摸尸体评估体温与僵硬程度，推断死亡时间在下午 3-4 点之间。由于初芝不知所踪，其背包也中未找到卫星电话，众人初步怀疑初芝行凶后潜逃。治美回忆起下午 3:05 最后一次见到丈夫，当时木崎正对着电脑，听到她走近便立刻关机，谎称在查天气预报，摇摇晃晃地出了门。火村在管理员居室试图开启木崎常用的台式电脑，但系统弹出了四位数密码界面，众人尝试各种纪念日及初芝谐音“8441”，均告失败。
晚上 8 点，晚餐结束后，成年人在餐厅召开会议，就初芝是否为凶手展开争论。財津和藤井等人指出，切断高处的电话线需要用到洋房纳屋里的高枝剪，这意味着犯罪具有强烈的计划性，外部人员初芝刚登岛，不可能熟悉洋房的环境和工具位置，凶手极可能隐藏在洋房内部。香椎季実子犹豫地将昨晚木崎夫妇的激烈争吵、治美的死亡威胁全盘托出，令治美成为怀疑对象，但火村指出冲动杀夫无法解释切断电话线的冷静计划。接近晚上 10 点，众人移步客厅，观看卫星电视新闻。播报日本职棒太平洋联盟开幕时，香椎匡明做出了短暂的前倾反应。10 点过后，火村在餐厅打破僵局，直言木崎之死与失踪的初芝有关，质问这其实是一场“克隆人咨询会”。藤井与海老原皆坚决否认，海老原更笑着表示自己年事已高，无力抚养亡妻的克隆婴儿。小山鮎下楼要果汁，在与在座某人对视时表现出极度的恐惧。火村与有栖川受托前往二楼客房安抚，从两个孩子口中探知，当天上午 10 点多，正值两人环岛散步期间，两个孩子跑到废屋附近探险，隔着院子偷听到初芝正卑微地恳求藤井帮忙，愤怒扬言要“击溃カッシー（樫本）”。小山鮎将此误听为自己叔叔的姓氏“香椎（かしい）”，以为藤井图谋对长辈不利，这才在餐厅流露出恐惧。听到这里，有栖川猛然回想起上午散步时，确实曾在初芝门外瞥见藤井常穿的橄榄色鞋子，证实了密会的存在。男孩拓海还补充，偷听时曾隐约听到废屋另一侧传来了属于第三个人的脚步声，暗示密谈可能已被第三人窃听。
晚上 11 点，火村安排好守夜顺序，将藤井单独留在餐厅对峙。藤井承认上午曾去废屋密会初芝，坦言自己贪图高额研究资金，故意抬高价码。有栖川追问集会是否涉及克隆器官，藤井断然否认。火村出人意料地表示同意，指出与会者年龄都在 30 岁左右，存在离奇的断层。火村推理，水木妥恵右下巴与香椎季実子左下巴的黑痣完全对称，是明显的家族遗传。结合藤井早年在东帝大学捐献精子的履历，火村推断这群男女都是藤井的后代，这场集会实则是一场隐秘的“认亲聚会”。藤井搪塞“精子竞争是一场残酷赌博”，始终未正面承认。
星期日清晨，香椎匡明否认了妻子与妥恵是姐妹的推测。有栖川暗自思忖，若只是寻亲，大人们带毫无血缘关系的小学生上孤岛，还奉为座上宾，实在反常。火村在木崎遗物中发现一个带锁的手提金库，察觉窗外东面断崖下群鸦叫声狂躁。火村、有栖川、匡明、中西美祢赶到断崖边。火村带人顺着陡峭危险的石阶下至 20 米深的崖底，患有严重恐高症的中西美祢则留在崖顶。在崖底背阴处的洞窟内，三人发现初芝真路的遗体，其右眼眶暴露，右手仅剩一根手指。匡明惊恐地跑回洋房，叫藤井验尸。火村勘验发现，初芝手表表盘碎裂，指针停在 1:58:32。初芝背部尸斑受压后不褪色，证明其死亡时间远早于下午 3 点遇害的木崎信司，推翻了初芝畏罪潜逃的可能。此外，初芝右手掌至手背留有一道横向的摩擦伤。等待期间，有栖川听见香椎匡明与水木妥恵窃窃私语，妥恵反常地称命案对孩子们是“很好的刺激”，嘀咕了一句发音类似“吊桥”的词。众人返回崖顶，与因恐高未敢下崖的財津汇合。財津期盼落空，情绪失控，指责火村两人是杀手。火村冷冷反讽，在观景台附近的树干上找到一道绳索摩擦痕。回到洋房，火村核对周六白天的不在场证明，发现初芝遇害的下午 2 点前后，洋房内出现了一段“空白的 15 分钟”，无人拥有完美证明。財津透露，木崎午饭后本约他玩花札，却在下午 3:05 毫无征兆地抛下牌局，径直出门，就此失踪。火村撬开木崎的金库，发现 540 万日元存款及 5 股初芝公司股票的交易报告书。火村灵光一闪，冲向管理员室，联想到木崎是初芝的狂热崇拜者，便将初芝公司的四位数股票代码输入电脑，屏幕锁应声而解，木崎死前的离线操作记录一览无余。
星期日白天，有栖川与火村在前院抛接球。有栖川猛然意识到，妥恵早晨说的词并非“钓鱼场所”（釣り場所），而是“吊桥”（吊り橋を）。大人们是想用孤岛命案的恐惧制造“吊桥效应”，为两个孩子安排一场扭曲的“相亲”。下午，火村带有栖川来到悬崖边，还原了初芝遇害的物理诡计。凶手利用岛上的绳索系在树干上，将另一端作为“安全绳”交给初芝，谎称崖下岩架有物品，诱骗初芝探出身子。当初芝将全身重量托付给绳索时，凶手松开绳结，致其坠亡。初芝右手那道摩擦伤，正是他死命攥住滑脱绳索留下的铁证。两人下至崖底，火村观察到岛上潮汐规律，确认了某个事实。既然凶手将现场伪装成意外，为何还要冒着破坏假象的风险隐藏尸体？这个矛盾点成为破案关键。傍晚，治美向两人吐露，丈夫因孤岛生活心生不满，企图攒钱逃离。入夜，火村在餐厅面对众人，展开了最终推理。
古典的“暴风雪山庄”模式，探讨的话题是充满争议的“克隆人伦理”，锁定真凶的逻辑非常简单。