马观光酒店遗址坐落在八光山半山腰，四周拉起铁丝网，严禁入内，人称“废墟之王”。一天，三名小学生溜进废墟探险，在半开的玄关大门前，发现了一只死黑猫。黑猫浑身湿透，身上扎满金色图钉。玄关大门内侧，有人用红色颜料写了个巨大的“春”字。
暗黒院真実（本名田中友治）开了一家侦探事务所，高中生小鳥遊唯是他的助手。作家一二三带着天野川恒星来到事务所。天野川是小鳥遊的同班同学，也是学校侦探部唯一的成员。天野川拿出小学生拍的照片，上面正是死猫和那个“春”字。暗黒院一眼认出石阶上刻着建筑师南藤忠的五角星徽记，推断出案发现场为邪马观光酒店遗址。一二三推测，这可能是“春夏秋冬”系列犯罪预告，意味着后面还会发生虐猫事件。侦探部正面临废部危机，天野川为了保住社团，请求暗黒院协助调查。
四人乘车前往现场。车子开到废墟外围的铁丝网前，大家下了车。小鳥遊发现砂石地上留着一串新鲜脚印，尺寸像是女生，又在铁丝网上扯下一缕浅绿色衣物纤维。天野川认出这是黑陵高中高三的运动服颜色，小鳥遊身上正穿着同款。暗黒院推算，当地三天前刚下过雨，要是更早留下的纤维，早就被雨水冲走了，所以这缕纤维肯定是三天内留下的。地上的脚印偏小，暗黒院推断，这三天内有个高三女生翻过铁丝网，偷偷溜进了废墟。一二三展露出惊人的身手，踩着天野川和暗黒院的肩膀一跃而过。四人就此进入废墟。
一行人来到玄关门前，暗黒院往大谷石石阶上洒了点水，演示其极强的吸水性。他对比视频中黑猫身下毫无干涸迹象的水渍，推断黑猫刚被泼水不久，就被人发现了。一二三补充道，凶手当时一定躲在附近，眼看有人走近，才急忙给死猫浇水。庭院角落突然传来一声年轻女子的尖叫。众人赶到一口古井旁，发现同校的高三女生綾野綾、相生葵、長野蝶正缩在旁边。古井底部的浅水里，漂着第二只扎满图钉的黑猫尸体。旁边的井盖上，赫然写着红色的“夏”字。小鳥遊认出这三名女生，想起 2 年前曾帮过她们，却只换来冷眼与无视，至今仍有芥蒂。天野川因天气炎热脱下外套，露出里面夸张的中二病黑 T 恤。暗黒院利用“密码常识”猜中天野川的 Mixi 账号密码，翻看了隐藏日记，发现天野川的零花钱全花在买饮料、参考书、手游氪金上，没钱买衣服，也从不在意内搭。暗黒院据此推断，这件品味奇特的 T 恤其实是天野川母亲买的，天野川只是顺从穿上，属于“受动的中二病”。小鳥遊、天野川指出铁丝网上的纤维与脚印，质问三人近期是否去过废墟。女生们解释，她们是为了学园祭来这里练习无伴奏合唱，当场展示了精湛的口技。長野蝶因遭人怀疑，愤而离去。一二三警告众人保密，以防出现模仿犯。綾野綾向小鳥遊致歉，暗示長野其实很介意当年的旧事。众人解散后，暗黒院提议安葬黑猫。
【过去】4 月，天野川的高中生活开局不利，注意到了同样孤立无援的小鳥遊。小鳥遊性格孤傲，有着一双翠绿的异色瞳。某天，现充女生長野蝶声称自己画有专属蝴蝶标志的室内鞋失窃，当场指责天野川等人。班长渡辺涉出面平息风波，相生葵在一旁附和。小鳥遊传纸条给天野川。放学后，两人当场抓获了相生葵，她正试图用粉色记号笔在自己干净的室内鞋上伪造蝴蝶标志，好拿去交差。小鳥遊揭示，相生与長野的鞋码、磨损习惯完全一致，这才不小心穿错了鞋。她发现后，害怕遭到班里现充女生的孤立，不敢承认，为了遮掩鞋跟上的蝴蝶图案，索性踩扁鞋跟，结果弄坏了鞋子。班长渡辺涉暗中察觉此事，为了保护相生，便将留在長野鞋柜里的相生的鞋子，悄悄放回了相生自己的鞋柜。相生崩溃道歉，小鳥遊轻声安慰。長野蝶随后现身，大度地原谅了相生，化解了这场尴尬。天野川趁机恳求小鳥遊与自己一同开办侦探社，却遭到了拒绝。
回到废墟现场。一二三拿出手机查询黒陵市官网规定，指出无主流浪猫的尸体只能作为家庭可燃垃圾处理，因此明确反对打捞。小鳥遊联系管理员，取得了建墓许可，三人合力安葬了黑猫，一二三则在一旁静静注视。当晚，小鳥遊回到家，遭到母亲的严厉数落与干涉。第二天，小鳥遊为了逃避家庭，来到事务所，向一二三倾吐心声，得到了莫大的鼓励。
【过去】6 月，侦探部刚刚成立，長野蝶、相生葵、綾野綾便循着招募传单找上门来。長野透露，学校里有人私下给綾野起了一个充满恶意的绰号“言葉の綾”，她想委托探侦部调查此事。綾野并不介意这个绰号，但很想知道是谁起的，又抱有什么目的。
暗黒院查明，死猫大概率来自废墟附近的野猫群，而拍摄视频的小学生正在河滩。两人分头行动，一二三去停车场推暗黒院的自行车，小鳥遊则急忙赶往河滩阻止。不料，小学生把暗黒院当成了变态大叔，已经拉响了随身报警器。小鳥遊赶紧上前解围，亮出侦探身份。领头的小学生对小鳥遊天生的异色瞳毫无兴趣，倒是非常欣赏暗黒院戴的“绿色美瞳”，觉得这种中二设定酷毙了，态度顿时缓和下来。暗黒院谎称用黑客技术锁定了他们的 IP 地址，吓得小学生乖乖交代了经过。他们在发现黑猫尸体前，先看到了正在练习口技的高中女生。他们起初看到死猫感到害怕，后来为了寻求刺激才拍下视频。小鳥遊指出矛盾：女生们前往练习地点，必然要经过玄关，理应比小学生更早发现门上巨大的“春”字和死猫，但小学生却坚称自己才是第一发现者。
【过去】長野蝶委托调查绰号的第二天，小鳥遊质疑这个绰号是否真实存在。她指出，全班其实都知道天野川“雕刻师”的外号，反问綾野是否知道自己也有个奇怪的绰号。天野川拿出在街头收到的广告纸巾，提议雇佣暗黒院来解决此事。
小鳥遊在餐厅醒来，发现手机里全是天野川发来的连串信息和未接来电。没过多久，天野川赶到餐厅与她会合，他身上穿着一件印有荧光字母“LOCK ON YOU”的 T 恤。天野川白天去废墟内部探查过，里面落满灰尘，堆着旧物，没有流浪汉居住的痕迹，而且单凭“春夏秋冬”四个字来威吓入侵者，也太不合常理。他以此推翻了小鳥遊提出的“流浪汉恶作剧”假说。天野川接着推理：長野蝶等人前往古井途中没有发现门上巨大的“春”字和死猫，说明她们进去时，这些东西还没出现，因此凶手只能是小学生。小鳥遊则坚持认为，如果小学生和長野蝶都不是凶手，反而说明凶手是故意掐准时间，好让后到的小学生成为第一发现者。天野川提到暗黒院失联，两人急忙赶回事务所，摸索着打开电灯，看到浴室墙上一个红色的“秋”字，暗黒院五花大绑，身上扎满图钉，正泡在半满的浴缸里，已经失去了意识。水龙头还在缓缓滴水，他的 iPhone 则沉在脚边的水底。
【过去】两人首次拜访暗黒院事务所，天野川递上全班花名册。暗黒院研究了長野初中时废弃的情侣账号，摸清了她的密码规律。他推测，長野习惯用“特定前缀+前男友名字+特定后缀+交往日期或生日”来设置密码，而且分手后会将头像换成纯黑图片。暗黒院据此编写了一个 Python 脚本，将全班男生的名字、生日代入测试，成功破解了她的私密账号，发现她其实暗恋班长渡辺涉。他用提前养好的“追星宅”小号，潜入渡辺涉青梅竹马相生葵的社交账号，发现相生曾发帖抱怨渡辺涉向她咨询恋爱烦恼，而渡辺喜欢的人正是綾野綾。一条单向暗恋链由此浮出水面，長野对綾野的强烈敌意也有了合理的解释。暗黒院推理指出，“言葉の綾”这个绰号完全是子虚乌有，長野蝶只是想利用侦探部的调查，在全班散布这个带有侮辱性的外号，从而霸凌綾野。暗黒院告诫两人，一旦公布真相，现有的平静生活就会分崩离析。
暗黒院渐渐苏醒，身上虽淋了水，扎了图钉，倒无大碍。他回忆，自己傍晚刚走出事务所，便被人从身后用手帕捂住口鼻迷晕。聖山刑警推测，凶手可能使用了去年秋天案中的强效毒药。警方顾问聖山正義刑警、花隈もがな警官接警赶来。侦探白日院正午也与作家一二三一同不请自来。白日院带来一副三百块的全白宇宙拼图，暗黒院在一旁默默动手，以惊人速度迅速拼完。一二三分析，凶手既然能在浴室伪造“秋”字，必然知晓未公开的古井“夏”字案，嫌疑人范围随即缩小至当天去过古井的人。天野川自作主张，联系了三名女生前来。長野、相生均未接听电话，只有綾野綾深夜孤身赴约。白日院盘问她黄昏至晚间的行踪，她声称整天都与家人在家看书，家人可作证。她径直走向一二三，掏出最新出版的短篇集《奇数》请求签名，原来她深夜冒险来到这间可疑的事务所，是通过推理识破了一二三的蒙面作家身份，只为见一眼崇拜的偶像。聖山刑警护送她回家。8 小时后，長野蝶的尸体被人发现，身旁留着红色的“冬”字。
黄金周首日清晨，清水明菜提前来到学校。她前往教职工室，向工友借来与活动室通用的室内泳池钥匙，推开沉重的双开门，只见跳水台旁的地板上写着红色的“冬”字，而長野蝶的尸体正静静沉在泳池正中央的水底。
警方记录案情：死者長野蝶手脚遭封箱胶带捆绑，沉在 50 米标准泳池中央。她校服上扎着 38 枚图钉，却未刺破皮肤，水底另散落着 41 枚图钉，手机与共用钥匙也一同沉在水底。推测死亡时间为昨夜 10-12 点。一二三与白日院指出，凶手在现场留下“冬”字，说明其知晓昨日傍晚暗黒院遇袭的内幕，否则无法跳过“秋”字直接写“冬”。花隈补充，長野蝶昨日下午 5 点结束社团活动，其住处离学校有三站路程，这中间存在 5 个小时的时间空白。小鳥遊质疑，凶手如何在不留痕迹的情况下，将尸体精准沉入 50 米泳池正中央？若用长棍推入，便无法解释水底图钉为何集中散落在尸体周围。虽然仓库里有橡皮艇等漂浮物，但均无使用痕迹。白日院补充，若凶手从校外自带浮具，在现场有现成工具的情况下却弃之不用，不合常理。
小鳥遊深陷自我认同的苦恼，对“中二病”标签深恶痛绝。白日院正午邀请她前往废墟酒店实地查看，暗示此行不仅关乎案件，更与她的过去息息相关。綾野綾在校门外偶遇一二三，一二三主动邀请她喝咖啡，阐释“非日常”的意义，透露自己曾读过她投稿的小说。天野川在教室质问暗黒院为何雇佣小鳥遊，指责暗黒院当年的揭发害得小鳥遊自我牺牲。
【过去】2 年前，天野川想揭露長野捏造绰号的真相。他特意在大创百元店买了蓝色信纸，写下留言，塞进長野的鞋柜，约她放学后对质。不料，長野小团体的女头目提前发现了纸条，谣言随即传开，成了“天野川要向長野告白”的笑柄。天野川因此遭到班上男生围堵，大家起哄嘲弄，还莫名其妙地鼓励了他一番，对质计划就此泡汤。小鳥遊为了维护三个女生的关系，突然冲了出来，上演了一场向天野川表白的虚假闹剧。经此一役，探侦部名存实亡。
小鳥遊与白日院来到废墟玄关前。白日院指出，那些小学生的平均身高大约是 130 厘米，如果没有稳固的垫脚物，只能靠骑大马，但在那种摇晃不稳的状态下，绝对写不出如此端正工整的楷书，他因此排除了小学生的作案嫌疑。白日院揭穿了小鳥遊当年撒谎自首的真实心理：她因为异色瞳而自卑，自我认同感极低，一旦发现有人要受伤，就会选择自毁式的无私奉献。白日院宣布已破解泳池密室的诡计，要求小鳥遊自己推理出真相。
咖啡店内，一二三坦白曾担任文学奖评委，给綾野的小说打了最高分。綾野的小说设定了一个科幻世界：生者与死者同处一个宇宙，却分居在不同的星球。生者使用第一人称单数，死者则使用第一人称复数。主角是个少女，她死后来到死者星球，与一只成年男性的左手共同生活。死者保留了生前的记忆与技能，靠改变人称代词来适应死亡的现实。部分死者未能寿终正寝，出于对生者的怨恨，他们组建军队，向生者星球发射火箭。小说第一章还穿插了“幽灵”的情节：一个原本不存在的幽灵，只因生者不断传播关于它的谣言，最终在生死的夹缝中获得了实体的意义。一二三指出，这部小说恰好创作于 2 年前綾野绰号事件之后。书中幽灵因谣言成真的虚构情节，与现实中長野蝶企图利用探侦部坐实虚构绰号的手法，简直如出一辙。一二三指责綾野的创作动机逃避现实，自我陶醉，綾野愤怒反驳，拂袖而去，回家便撕碎了一二三的著作。
暗黒院向天野川揭开了 2 年前造谣事件的内幕，斥责天野川自私，只顾满足自己的中二表现欲。天野川反问暗黒院有没有动过杀人的念头，暗黒院冷酷地承认了。聖山与花隈审问相生葵。相生坦白了当年長野捏造绰号的内幕，还透露 2 年前事发时，暗黒院破解锁定了她的社交媒体小号，主动联系她，以支付报酬为条件，收买她长期充当内线，提供黑陵高中的内部情报。暗黒院此举，是为了防备小鳥遊无法收集到信息，留个“保险”。聖山指示花隈，必须紧盯暗黒院。
一二三告诉小鳥遊，小说家与侦探本质相同，都是重塑现实的“诈欺师”。两人赶到泳池现场，确认長野死于溺水，死亡时间在晚 10-12 点之间。聖山展开调查，发现長野原计划当晚借宿相生家，以此掩护自己与某位男生的约会。她在 18:13 给相生发了 LINE 消息，请求对方帮忙伪造不在场证明，此后手机便再无动静。一二三分析，若消息是長野本人所发，说明她当时已与凶手同行，若是凶手代发，则意味着凶手早在 18 点就控制了她。无论哪种情况，凶手在控制長野后，竟然等待了长达 4 小时才将其溺毙，实在不合常理。调查長野近 1 年的 LINE 联系人发现，她频繁更换同校男友。名单里男生众多，天野川也在列。一二三指出，凡是与長野发生过关系的男生，事后都剪了“两边剃短”的发型。名单中还意外出现了暗黒院的本名“田中友治”。现场唯一的出入口已经上锁，钥匙与死者的手机形状、重量截然不同，却严丝合缝地重叠在一起，沉在 50 米标准泳池的正中央。而泳池对侧，只有一扇只能推开微小缝隙的旋转窗，窗户下方则是装有不可拆卸铁栅栏的通气口。一二三指出，这不过是个廉价的古典滑线诡计。凶手作案后，在旋转窗与通气口之间拉起两根线作为滑轨，让钥匙和手机顺着线滑入泳池正上方，使其坠入水中，然后扯断滑轨线，利用另一根穿过通气口的线，从室外将窗户把手拉上锁死。小鳥遊对此解答深感怀疑。聖山发现渡辺涉在案发时段没有不在场证明，动身调查。小鳥遊提出五个致命的疑点：凶手为何等待 4 小时才动手？尸体为何沉在泳池正中央？为何杀猫留字？为何袭击暗黒院？又为何要杀害長野蝶？她想起 2 年前那段尴尬的告白往事，突然灵光闪现，看穿了真相。
【挑战读者】白日院正午向读者发出挑战书，声明此案为单人作案，提醒读者注意本书章节结构“夏秋冬春”与凶手留字“春夏秋冬”在顺序上的颠倒。
天野川傍晚在事务所迷晕暗黒院，留下“秋”字。之后，他以排练为由，将長野蝶骗到泳池。長野为了掩饰这次秘密会面，习惯性地给相生发了条 LINE 消息，伪造行踪。天野川将長野打晕，捆住手脚，在她的校服上浅浅扎了 38 枚图钉，放在一艘极易破损的廉价橡皮艇上，用线将皮艇固定在泳池下方通风口的铁栅栏上，使其悬停在 50 米泳池正中央。他在皮艇边缘浅浅刺入一枚图钉，正上方用胶带固定住長野的手机。布置完毕，他锁上门，制造出密室。
晚上 10 点后，天野川身处事务所，拥有完美的不在场证明。他拨通長野的电话，手机震动将图钉压入，刺破皮艇，長野随之落水溺亡。次日清晨，他利用窗外的线收回破损的皮艇。此前发生的“春夏秋冬”连环虐猫案，就是为了让现场出现大量图钉和积水显得合情合理，以掩饰那枚刺破皮艇的关键图钉，伪造自然溺水的假象。这样一来，即使回收橡皮艇时不慎掉落图钉，警方也绝不会怀疑到橡皮艇诡计上。
天野川如果不使用橡皮艇诡计，完全没必要把死者的手机留在现场。他回收橡皮艇时，本可以拿着夺来的钥匙直接开门布置密室，但考虑到長野平时手机不离手，一旦手机消失会引人怀疑，他觉得把手机留在现场更自然，便决定丢进泳池。如果只是随手一扔，手机和钥匙绝不可能精准落在同一个地方。这证明天野川最后利用滑线诡计制造密室时，临时起意，把手机和门钥匙绑在一起，顺着窗外的线滑入泳池中央。结果，两件毫无关联的物品极不自然地重叠沉底，成了无可辩驳的铁证。
2023 年前作 📖『その謎を解いてはいけない』最后一个故事的展开版，内容基本一样。