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横浜の医科大学病院の女医・三条美和子はある日、友好関係にある市立緑が丘病院からまわされてきた早期胃癌患者の手術を行ったが術後の病理検査で癌ではなく胃潰瘍だったことを知らされ愕然とした。その直前にも緑が丘病院で胃潰瘍と診断されていた患者が実は末期ガンで、救急車で担ぎ込まれてきたあげく死亡するという事故が起こっていた。美和子は緑が丘病院で生検標本のすり替えが行われているのではないかとの疑惑を抱き、検査担当医の成岡照代を訪ねた。
しかし照代は、そんなことはありえないと断言した。患者の家族からも告訴するといわれ窮地に陥った美和子は、両病院に出入りしている血液検査会社の職員・江藤と知り合い、江藤は何か情報をつかんだら知らせると約束した。さらに美和子に惚れている泌尿器科の影井も協力を申し出た。数日後、照代から今夜会いたいと電話がかかり、美和子が病院へ出向くと彼女は宿直室で硝酸ストリキニーネの注射で殺されていた。調べを進める美和子は、巧妙な殺人トリックを見破り、市長派対反対派の対立に端を発する驚くべく復讐殺人の真相を明らかにするのだった。