水槽裡的這個女子早已死亡。經過調查，正是失蹤的裡見絹枝。
和裡見芳枝被害一案一樣，狡猾的兇手沒露出任何破綻。中村警長接到報案後，匆匆來到水族館，確認了死者就是前幾天被害者裡見芳枝的孿生姐姐。她收到了一封偽造的黑柳博士的邀請信，在晚間出來赴約，卻不料在前天半夜被人用匕首刺中心臟，死亡時間大約是晚上十二點。其他的情況，尚不知曉。
有個漁民此時過來彙報了一個情況：「昨晚我去朋友家玩，回來得晚了些，深夜兩點才回家，在路上卻遇到了怪事。在經過片瀨和江島之間的大橋時，看見橋上有兩個人正向江島那邊匆匆趕去，行跡非常可疑。因為天還沒亮，所以只能看見大體輪廓。依稀能看見兩個穿西服的人，前面一個，後面一個，一起扛著一個大袋子。」
得知這個訊息後，中村警長馬上在那片區域進行調查。可是，那裡的居民那晚都沒有深夜過橋去江島。
因此，這兩個可疑之人就是嫌犯，而且不是本地居民。情況應該是這樣的，兇手把裡見絹枝誆騙到空屋後殺死了她，然後裝到了大袋子裡，運到片瀨，夥同另一個人把裡見絹枝從車上卸下來，一起扛著過橋。這是不可否認的事實。
黑柳博士隨著中村警長來到了水族館，然而也沒有找到任何破案的線索，悵然而歸。
就在同一天，各家晚報幾乎都對此案做了報道。
東京的市民們瞭解到這個兇殺案後，十分驚駭，併為此惶惶不安。有年紀差不多大的女孩的家庭，更是時刻擔心厄運會找到自己。每家每戶，都處於巨大的恐懼之中。
兇手先選擇的是裡見芳枝，是從眾多的應聘者中選出的；接著殺害的是裡見絹枝，和裡見芳枝是孿生姐妹，而且長得十分相像。
對於那些失蹤的年輕女孩，警方正在繼續調查，並且從中篩選與裡見姐妹面貌相像的那些。所有的這些，都足以說明，兇手選中的都是和裡見姐妹面貌相仿的年輕女孩。
兇手的這個特殊癖好，真是荒謬透頂，他的殺人手段也真是慘無人道！
這麼可怕的兇手，他的行蹤卻異常詭秘，連警察都無法察覺。市民們更是不寒而慄，天天都被巨大的陰雲籠罩著，生怕兇手對自己下手。
女孩們每次聚會，也會不由自主地提到這個話題：
「你長得真漂亮，和裡見姐妹很像啊！」
那個被誇獎的女孩卻會膽戰心驚，臉色瞬間煞白。
因此，女孩的家長們都嚴令禁止自己的女兒獨自出門。
後來人們開始抱怨警視廳辦事不力。「警察都是吃乾飯的嗎？」質問警視廳的信件紛至沓來。
而在警視廳裡，警察們整天忙忙碌碌，聚在一起商討對策，想快點結案。特別是中村警長，他是此案的組長，承受的壓力更大，簡直是焦頭爛額。
中村警長的處境越來越不妙，破案陷入困境不說，還得接受來自百姓的質問，因此他不得不再次登門求助黑柳博士。
「這些天真是糟透了，博士。我們按照你的建議，把那些和裡見姊妹長得相像的失蹤女孩都調查過，還是沒找到破案的突破口。」
「這些女孩失蹤的原因知道了嗎？」
「是的，我們查過了，可是沒發現什麼疑點。有三個女孩是去拜訪朋友的，然而出門後就沒了訊息。她們的家境都很優渥，因此習慣出門就打計程車。」
「計程車？案子似乎都和計程車脫不了干係。首先被害的裡見芳枝和兇手在兩國橋那邊打了計程車，後來人失蹤了。接下來裡見絹枝也坐了計程車。我聽你的介紹，這些失蹤的姑娘都坐了汽車。」
「確實如此。真是想不通啊，她們為什麼都是坐著計程車失蹤的呢？」
「這麼說來，兇手有私家車？一般的罪犯經濟上比較窘迫。但是從能開得起美術事務所這一點來看，殺害裡見姐妹的兇手的經濟狀況應該還不錯。
「兇手自己有車的話，他可能把車偽裝成計程車的樣子，自己則假扮成司機。如果這兩點成立的話，那他就很容易讓那些貌似裡見姐妹的年輕姑娘們上車。還有，他使用的車牌號一定也經常變換，對警察造成迷惑。」
「只要確定兇手有車，那我們就能縮小範圍，制訂出幾套應對的方案。」
「不，我認為不可行。假如裡見芳枝和兇手在兩國橋附近乘坐的就是兇手的車子，那我們怎麼調查也是白搭。如今這案子在社會上鬧得沸沸揚揚，但是至今為止，沒有一個計程車司機前來報案，由此可見，車子就是兇手自己的這一點確定無疑。」
中村警長把雙臂交叉在胸前，凝眉沉思起來。
「假如事實就是如此，那還有許多疑點值得思考。兇手大費周章地把屍體運到江島，是何用意？兇手為什麼要把屍體放進水族館裡？所以，我覺得這個兇手相當變態。這點，是不可否認的。」
「從這個殺人案來看，我感覺兇手是在對社會進行赤裸裸的挑釁。首先，他想讓人們知道，他能把屍體完整地分解，並能製作成相當逼真的石膏模型，是一個藝術家。這一次，他更是腦洞大開，把屍體偽裝成美人魚，供人們觀賞。也許在他眼中，最適合做人魚演出的地方，非江島水族館莫屬。儘管別的水族館內也有水槽，但也許因為水槽的尺寸太小或者人群喧嚷所以便放棄了選擇。」