世界大战旷日持久，严苛的《焚书法》颁布实施，凡是涉及暴力、杀人、煽动情绪的书籍，一律列入销毁名单。为对抗审查，地下作家将推理小说的核心要素数据化，刻入各式各样的“小道具”中，藏匿于世界各地。
【序奏】Carillon 邸建在与世隔绝的孤岛“海墟”之上。已故女主人留下一台管弦乐八音盒《月光の渚》，乐器修理工将其修复。老主人邀请修理工前往宅邸，专职制作八音盒。修理工在露台调音，偶遇了老主人失明的女儿，听出了他调校的音色。两人相谈甚欢，坠入爱河。邸内一位年长工匠与盲女订有婚约，砸碎了未完工的八音盒，修理工自卑退让。老主人托付给修理工一份古老的乐谱。修理工送给盲女一个亲手制作的八音盒。盲女向他倾诉，婚礼不过是一场毫无感情的家族交易，自己无力违抗命运。数月后，盲女与年长工匠低调成婚，婚后遭受家暴。冬日里，盲女不幸从阳台坠落，颈椎严重受创，高位截瘫，只能靠呼吸机维持生命。盲女苏醒过来，向修理工吐露，她被人从背后推下阳台，那串皮鞋脚步声属于她的丈夫。盲女自知命不久矣，希望修理工将她的身体作为材料制成八音盒，好灵魂化作音乐，永久存世。修理工得知真相，挥舞手斧，将新主人从锁骨到腹部劈开。盲女平静离世。修理工切开她的左胸，将肋骨制成八音盒的圆筒轴、音板支架、梳齿底座，把齿轮连接在靠近心脏的血管上，放入乐谱圆筒，细细缝合了胸口。他爬上高处屋顶，将遗体安放在面向月光与海景的地方。从盲女的胸腔深处，传出了清晰的八音盒音乐声。
外国少年 Chris 立志成为推理小说家，他的父亲留下一条记录着推理小说数据的蓝宝石项链“道具”。3 个月前，精英少年审查官エノ识破了他的身份，却放了他一马。3 周后，Chris 来到一座大雪覆盖的小镇，寻找留下口信的恩人——音乐家キリイ先生。他在一间废弃的天主教堂里偶遇了白发黑瞳、无法言语的少女ユユ。ユユ从极远的地方逃难而来，曾与另外六人共同生活，音乐天赋非凡。二人甩掉了审查官追兵，潜入曾经的キリイ音乐教室，在二楼黑板上发现了一幅地图，用箭头标示着汇合路线。审查官包围了大楼，Chris 扛起仓库里的折叠梯，带着ユユ奔向屋顶。两栋大楼相距约 3 米，Chris 将梯子横架在空隙间搭成悬空桥，两人惊险爬过，甩掉了追兵。他们逃进一座圆形小公园，中央的喷泉早已干涸。审查官迅速合围，封锁了所有出口。走投无路之际，エノ驾着黑色审查官专车撞碎树篱，冲入公园，救下两人。汽车一路疾驰，停在镇外一片隐秘树林中。エノ其实不会开车，车子熄火后便无法再发动。エノ违规擅自行动，本想找机会放走好友 Chris，但身为审查官，必须带走逃亡者ユユ。他透露，检阅局一个月前接到一通匿名电话，自称是 Carillon 邸的居民，举报宅邸内藏有记录“冰”之诡计的小道具。然而，海墟早已切断了电话线路，这通举报反而引来了审查官，ユユ恰好在此时从海墟出逃。エノ无法在空旷的室外独自站立行走，只能拄着手杖，在 Chris 的搀扶下弃车步行。
三人循着黑板上的地图穿过林间小道，来到一所废弃的木造学校，见到了女医生スミレ和病榻上的キリイ先生。キリイ先生心肺功能严重衰竭，只能靠仪器警报和药物勉强维持生命。ユユ否认携带了小道具，表示审查官赶到宅邸时，是邸主强行将她赶了出来。キリイ推测，邸主可能故意将ユユ当成诱饵，用以转移审查官的视线。为了洗清ユユ的嫌疑，Chris、エノ决定前往海墟，找出真正的小道具。
次日清晨，スミレ医生悄悄警告 Chris，ユユ在 Carillon 邸安装的右臂义肢构造诡异。众人发现スミレ停在学校里的汽车不翼而飞。三人向退役老水手借了一艘带马达的小艇，带着引擎徒步来到海边。航行途中，无法适应空旷环境的エノ对海洋产生了强烈的恐惧。他瞥见海岸边落着一个密封的旧皮箱，惊慌地拉拽正在操纵引擎的 Chris，小船顿时失控，一头冲上海岸。他们打开皮箱，里面只有一些衣物和几台没有发条的八音盒。海面上风狂雨骤，海墟沦为孤岛。
众人抵达纯白的 Carillon 邸，女工匠ミウ与男工匠アリサト出面迎接。大家来到二楼客房，见到了另一位少年审查官カルテ和他的女辅佐官イブ，カルテ早已奉命前来搜查记录“冰”之诡计的道具。为了修理损坏的接收器，カルテ拆解了宅邸内的无线电通讯器，切断了呼叫增援的途径。众人在堆满木箱的四楼房间在见到了老主人 Crowley。Crowley 解释，她是为了保护ユユ免遭审查官抹杀，才将她赶走，坚决否认知道“冰”的下落。Chris 展示了蓝宝石项链，以此博取信任。来到一楼会客室，クリス和エノ见到了工匠アリサト、ヤガミ。アリサト向众人讲解了圆盘式八音盒的工作原理。这种八音盒类似唱片，通过更换带孔圆盘，利用孔洞间接拨动星形齿轮，带动梳齿发声。它不仅能更换曲目，音量也更大。ミウ向众人讲述了海墟与 Carillon 邸流传已久的怪谈：很久以前，有个发疯的八音盒工匠爱上了宅邸千金，求爱不成，便将小姐杀害分尸，企图用她的身体制成“人体八音盒”。
工匠マキノ失踪，而海上捞起的旧皮箱正是他的物品。エノ指出，マキノ并不知道退潮时被海水淹没的旧公路会显现，若想逃往本土，只能去偷审查官停在栈桥的船。他的皮箱丢弃在海边，说明他中途遭遇了变故。众人赶到海边栈桥，发现审查官的船已不知去向，而マキノ的尸体悬空挂在悬崖右侧的废弃旧灯塔上。灯塔高约 5 米，由粗壮的铁骨架成，离地约 3 米处有一块狭窄的铁板操作台，一根折断的铁骨在操作台上方向上弯曲，直接贯穿了マキノ的腹部。要将一个成年男子的尸体举到这种高度，再刺入铁骨，需要极大的力气，常理之下无法做到。エノ爬上操作台勘查，推断死亡时间在 8-10 小时前的黎明前。尸体膝盖以下连同鞋子全部冻结，显然死者生前曾踏入冰冷的海水。最诡异的是，灯塔下方和配电柜周围的雪地上没有留下任何脚印。エノ确认死者颈部有粗绳绞杀的痕迹，现场却没留下作案绳索。他在死者口袋里找到一团揉皱的纸，是违禁诗集《月光の渚》的扉页残页。工匠头目シグレ得知死讯，表情闪过一丝动摇。大家在三楼北侧发现一处露天石制连廊，连接着紧挨主屋的 Carillon 塔，通往塔内的门只能从内侧上闩。
凶手以逃亡为诱饵，将マキノ骗至栈桥附近杀害，把尸体搬上船。凶手将长绳绕过灯塔顶端最高的铁骨或横梁，一端固定在船上，另一端打成绳套，套住マキノ的脖子。凶手启动引擎后跳船，船只驶向深海，巨大的牵引力将尸体高高吊起，悬在半空。尸体升至顶端附近时，拉力方向改变，绳套随之松开。尸体在重力作用下坠落，刺入下方弯曲折断的铁骨中。凶手这样做，既能制造出凶手力大无穷的假象，又能确保现场雪地不留任何脚印。
エノ在マキノ口袋里找到了《月光の渚》的残页，将其交给カルテ，カルテ当场用打火机烧毁。エノ指出，凶手若为了隐瞒小道具的秘密而杀害マキノ，行凶后理应仔细搜身，绝不可能遗漏关键的违禁残页。众人来到二楼收藏室，逐一排查各式八音盒。エノ要求ユユ摘下右臂的白手套，露出一只由金属、发条、齿轮构成的机械义肢，调速飞轮的轴承处镶嵌着一颗红宝石“小道具”。Crowley 承认，这只义手是他运用兵器工匠技术打造的“人体八音盒”。他揭露，少年审查官们全是由检阅局挑选的灾害孤儿，自幼接受洗脑，剥夺了正常情感。エノ确认，这颗红宝石是“犯人”小道具，其中记录了倒叙推理小说中的完全犯罪案例、犯人行为特征、犯罪手法、犯人名册等数据，而ユユ对此毫不知情。这意味着宅邸内还存在另一件“冰”之道具。他决定暂不处理这只义肢。
ミウ让ユユ看守八音盒，警告她不要带出宅邸。Chris 由此推断，ユユ曾私自带着八音盒外出，ユユ承认，说着便翻过阳台，爬下外墙，奔向森林。Chris 一路追踪，来到废墟外围一处名为“玻璃之泉”的洼地，那里堆满了崩落的碎玻璃。在泉边的秘密小屋里，ユユ拿出一台木制的月亮小八音盒。Chris 没有发现宝石，决定带回去检查。两人潜回宅邸，在走廊转角处撞见神色焦躁的シグレ。シグレ将ユユ推倒在地，一脚踩碎了掉落的木制八音盒，转身离去。
晚餐前，众人发现ヤガミ已经失踪。カルテ修好了接收器，凭借暗中在ヤガミ鞋底安装的发信器，锁定其身处海墟的某处废墟。Chris、エノ、ミウ冒着风雪，找到一栋六层高的混凝土大楼。大楼因地层变动齐根折断，水平横卧在海面上，底层正门压在下方，原本的外墙变成了平坦的覆雪“楼顶”，窗户则化作一个个黑洞洞的深坑。他们架起 5 米长的木梯，攀上外墙，进入四楼更衣室。五楼原本的全玻璃观景餐厅如今形成了一道巨大深谷，宽约 2.5 米，深约 10 米，中间没有遮挡。エノ在谷底发现了ヤガミ的尸体，其头部有致命撞击伤，死亡约有 4 个小时，整个人掩埋在散落的大量违禁书籍中。尸体旁发现了一张诗歌残页，标题为《月に寄せる詩》。アリサト在压力下坦白，这栋大楼是シグレ、ヤガミ走私违禁书籍的藏匿点。他们平时利用五楼的深谷作为屏障，只有搬运书籍时，才会把藏在四楼的坚固厚木板桥临时架在深谷上。众人回想起下午シグレ曾警告ヤガミ“现在不要动”，推测ヤガミ因审查官到来而恐慌，不顾警告，独自前去转移书籍，结果不幸坠亡。然而，五楼谷底除了尸体和书籍，那块厚木板桥也完好无损地躺在谷底，桥面上还压着几本书。如果只是失足摔落，坚固的桥板不该跟着一起掉下去。桥板没有压在ヤガミ身上，同样十分违和。另一方面，木板桥、成年男性、书籍总重超过 100 公斤，凶手单凭人力，绝不可能在受害者毫无察觉的情况下掀翻桥板。
次日清晨，ミウ证实，昨晚午夜雪停之前，听到宅邸外传来重物坠落的巨响。众人排查发现，紧邻主屋的圆筒形石塔“Carillon 塔”成了一间完美的密室。一楼入口和三楼回廊的木门十分沉重，内侧均有厚重的木闩卡住，无法从外部用线操控。塔顶玻璃钟楼的窗户从内部锁死，屋顶烟囱也由无法拆卸的铁栅栏封死。雪停之后，塔外四周的积雪上没有留下任何脚印。エノ利用手杖中暗藏的钢爪强行破坏了三楼木门，拨开门闩。塔内是一座直通天花板的巨大挑空中庭。底楼壁炉前，シグレ倒在血泊中，推测死亡时间在昨晚 10 点左右，与雪停及巨响的时间吻合。他头部流血，大半个身子压在堆积如山的木制八音盒下，周围还散落着十几个伪装的八音盒，底部异常沉重，加装了厚铁板和铅板。エノ还原了案发经过：シグレ躲进塔内，从内部锁好门。就在他面对壁炉，准备处理物品时，凶手利用塔内的挑高结构，从正上方楼梯尽头的平台投下加重的八音盒，砸中了他的后脑勺。凶手准备了大量同样加重的八音盒，既是为了伪装成普通物件带入现场，也是为了防止一击不中，可以连续投掷。エノ在壁炉灰烬中发现了第三张烧毁的诗歌诗页，出自《月に寄せる詩》。灰烬中还有一台烧焦的八音盒残骸，盖子中央镶嵌着方形白色宝石，极有可能就是“冰”之小道具。
众人在四楼质问 Crowley，他终于承认，“人体八音盒”的怪谈源自过去的真实事件。ミウ拉着ユユ去搜查宅邸。走廊传来ミウ的一声惨叫，众人赶到时，她瘫坐在地上，称遭到棍棒袭击，一个不明黑影强行掳走了ユユ。Chris、エノ、ミウ立刻追出宅邸，顺着脚印一路追踪到后山喷吐冷风的天然风穴。地下大厅里，三个巨大的金属箱中装着大冰块，里面分别冻着前任女佣キヨ等年轻女性的尸体。アリサト手持雕刻刀挟持着ユユ，揭露多年以来，シグレ、ヤガミ不断杀害准备离职的女佣，将她们冻成大冰块，企图当作共鸣箱，制成猎奇的“冰块人体八音盒”，卖给黑市牟利。他指控 Crowley 是幕后黑手。千钧一发之际，ユユ利用机械右臂没有痛觉的特点，紧紧握住雕刻刀的锋刃，エノ顺势用手杖击中了アリサト的咽喉，众人合力将其制服。众人回到カルテ的客房，发现 Crowley 已下落不明。
エノ带领 Chris、ユユ重返 Carillon 塔，重新勘查现场。他在尸体旁的石板地面上发现一处重物砸落的凹痕，证明凶器确实曾从高处坠落，直接推翻了カルテ“近距离挥击”的说法。他在シグレ的尸体上发现了一处巨大的陈年伤痕，与ヤガミ身上的伤极其相似。エノ在暖炉灰烬中发现了一截完全碳化的金属丝残段，长约 5 厘米，粗细仅有 0.1 毫米。三人穿过海墟城镇，在“玻璃之泉”旁找到了 Crowley。Crowley 承认在 25 年前买下了两件小道具，带回海墟。他讲述，15 年前，Carillon 邸的一位天才八音盒工匠爱上了府上的千金，可惜千金早已定下婚约。婚后，贪图财产的丈夫企图谋财害命，但未能得逞。千金垂危之际，请求工匠将自己制成八音盒。工匠为她复仇，重创了那名歹毒的丈夫及其同伙，随后销声匿迹。当年的丈夫，正是胸口留有巨大伤疤的シグレ，从犯则是因头部遭受重击而视力受损的ヤガミ。4 年前，他在孤儿院偶然听到ユユ哼唱一首曲子，只有那位天才工匠才会谱写，由此推测ユユ是那位在逃工匠的女儿。他深信小道具中记录的纯粹犯罪足以推翻检阅局，于是收养了ユユ，暗中传授杀人技艺，企图将她培养成完美的人体小道具，成为究极的“犯人”。
Crowley 要求 Chris 将这段故事写成推理小说，以此颠覆检阅局的绝对权威。他又命令ユユ立刻动手杀掉自己，完成向“凶手”的蜕变。ユユ流泪摇头，断然拒绝。Crowley 为了将杀人罪名强加给ユユ，坠入“玻璃之泉”废墟深处自杀。三人顺着楼梯一路狂奔，在大楼轰然倒塌前一刻逃出生天。回到宅邸，エノ质问カルテ，他是否早就知道“小道具”藏在显眼的塔内，却故意拖延搜查，放任连环杀人案发生。カルテ只意味深长地透露，检阅局内部正分裂为“纠正者”与“怀疑者”两派。ミウ决定押送双手被缚的アリサト，搭乘支援船前往本土。Chris 与ユユ约定要一起去寻找音乐，和エノ乘小艇离开。エノ揭开了连环杀人案的终极真相。
キリイ将多本违禁书的纸张逐页交错穿插，产生巨大摩擦力，制成能暂时承重的纸质支撑物，垫在五楼深谷的厚木板桥下，在桥面铺上违禁书作伪装。ヤガミ收到残页恐吓，急忙赶往横倒大楼，确认书籍是否安全。当他踏上木桥，纸页支撑物超过承重极限，瞬间崩塌，厚木板桥连同ヤガミ本人和他怀抱的书籍一同坠入谷底。这解释了为何木板桥会与死者一同坠落。审查官焚烧违禁书，反而替凶手销毁了纸页机关的痕迹。
案发前夜大雪落下前，キリイ登上屋顶，利用烟囱顶端无法拆卸的铁栅栏，将镶嵌着“冰”之小道具的八音盒悬挂在烟囱内部，用遇热即融的蜡卡住发条。他将一根极细的金属丝绑在八音盒发条轴上，另一端从暖炉内部牵出，顺着墙壁延伸至正上方楼梯尽头的平台，勾住一叠底部加装了铁板与铅板的沉重八音盒。随后落下的大雪掩盖了他来去的痕迹。シグレ精神崩溃，躲进塔楼，从内部插上两处门闩，亲手完成了密室的封闭。夜里，シグレ点燃壁炉，热气沿烟囱上升，融化了封蜡。悬挂在烟囱内的八音盒开始运转，发条轴转动，不断收卷细金属丝。当シグレ探身寻找声音来源时，在金属丝拉动下，沉重的八音盒堆从高处坠落，砸中他的后脑。悬挂八音盒的绳索被火烧断，装有小道具的八音盒掉入火堆，烧成焦黑的残骸，细金属丝也随之卷入火中，大半焚毁。案发时，凶手始终未踏入密室一步。
奇想之作，将末日废土世界观的极限环境约束下，构筑出三起不可能犯罪。
