金田一一受邀观看歌剧院《歌剧院幽灵》首演，演出中女主角离奇死于舞台，胸口插着幽灵标志的匕首。随后，导演和男主演相继遇害，现场均留下幽灵面具和密码。金田一发现凶手利用舞台升降机关制造密室，并通过灯光和音效操控观众心理。他破解密码后锁定真凶——曾是剧团成员的舞台道具师，因多年前的火灾致妻毁容而复仇。最终在幽灵衣柜中，金田一揭穿其利用替身和变装的手法，为逝者还原真相。