清朝末年，數九隆冬的一天，遼東海州城的知縣趙桐正在處理公務，鎖匠林順帶著女兒來報案，說妻子張氏在家中被殺。趙桐立刻帶著差役及仵作趕到案發現場。
趙桐進屋一看，倒在血泊中的死者臉部血肉模糊，無法辨認相貌。仵作初步尸檢后說，死者是被兇手用利器將面部打爛致死。趙桐見狀，詢問張氏是否得罪過什么人。林順的女兒說張氏曾被一個叫劉保的無賴調戲，并在眾目睽睽下痛罵過劉保。趙桐馬上派人傳訊劉保，誰知劉保已逃跑。趙桐一面貼出緝拿告示，一面命人將張氏的尸首運到縣衙暫時保管。
兩天后，劉保被抓，交代了殺人經過：他早就垂涎張氏的美貌，便趁林順父女出門之際，潛入林家，強迫張氏與他同寢。張氏寧死不從，他惱羞成怒，隨手抄起桌上的一把鐵鎖狠命向張氏面部打去。張氏倒地昏迷之際，他忽聽街上傳來腳步聲，就匆忙從院墻跳出逃走了。后來，他聽說張氏身亡，遂慌忙出逃。
見劉保已招認，趙桐命人將他押入死牢。這時，林順懇求將張氏尸體帶回家中安葬。趙桐沉吟片刻，再次問明張氏年齡是歲后，讓林順父女先回家，隨時聽候縣衙傳喚。打發走林順父女后，手下稟告說從省府請的女仵作已經到了。當得知死者年齡不超過歲，而且是處女之身時，趙桐淡淡一笑，說：“看來這樁案子果然戲中有戲。”
其實，趙桐初次見到死者時，觀察其皮膚、身材等就覺得與年齡不符，便向省府遞上文書，請求派來經驗豐富的女仵作。為了弄清死者的真正身份，趙桐又把林順父女傳來，出示驗尸結果后，父女倆面面相覷。當把他們領到尸首前進行仔細辨認時，林順的女兒驚叫道：“這果然不是我娘，我娘的肩背處有兩道胎記，這個人沒有。”趙桐第二次提審劉保，并把女仵作驗尸結果告訴他，劉保登時瞠目結舌。趙桐根據多年經驗，見劉保不像是在說謊，就再度將他押入牢中。但這到底是怎么回事呢？
回到書房，趙桐左思右想，怎么也解不開其中頭緒。就在一籌莫展之際，有差役報告，在城郊沙河石橋下發現一具女尸。趙桐派仵作驗尸后，確認死者是一名約三十七八歲的中年女人，肩背處有兩道胎記，臉部同樣遭受利器打擊而模糊一片。除此之外，這個女人脖頸上還纏繞著一根刻有“徐記”二字的皮帶，根據咽喉部的瘀傷，可以推斷是被人用皮帶勒死的。趙桐再次找來林順父女進行辨認，他們驗看后說這才是張氏?，F在唯一的線索就是那根皮帶了，趙桐讓手下押著劉保親自去“徐記”皮貨商行調查。
趙桐拿出皮帶讓徐記商行的伙計們辨認，他們一致表示此皮帶確是本店出售的東西。當把劉保帶到眾人面前時，一個伙計馬上認出，說此人在半月前買走過這根皮帶，還翻出賬簿讓趙桐查看。盡管人證物證俱在，可劉保拒不承認用皮帶勒死了張氏。當問他這根皮帶為何出現在張氏脖頸上時，劉保惶惑地搖頭，說自己雖買過皮帶，但還未來得及使用就莫名地不見了。見劉保不承認，趙桐決定先搞清年輕女子尸首的身份，于是在全城貼出告示，要求近期有失蹤年輕女性的家屬前來縣衙認領尸體。
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