懷疑他殺和遇到李夢露(王麗坤 飾)長的一模一樣的女鬼李夢露從滬上最高的百老匯大飯店上掉下來死了。大批警察局的警察到了現(xiàn)場，因為李夢露是上海灘最有名的大明星。著名偵探羅桑天(保劍鋒 飾)到了現(xiàn)場，羅桑天分析了現(xiàn)場懷疑是他殺，因為李夢露的房間的門是虛掩著的，李夢露似乎是在等什么人。如果等人不會是自殺。可是羅桑天的師傅警察局局長謝漢明(鄭曉寧 飾)就現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的大量安眠藥斷定李夢露是自殺，一定是自殺。因為在警察局局長謝漢明的手里，已經(jīng)有三個大明星自殺了，一個是叫艾霞的明星前年自殺了，去年是阮玲玉自殺，今年是李夢露。所以，謝漢明斷定是自殺。在李夢露死亡的現(xiàn)場，滬上一個叫新聞報的記者胡蔚蔚(楊斯 飾)出現(xiàn)在了現(xiàn)場，她前來采訪，被警察局局長謝漢明和羅桑天趕走了。李夢露死的第二天滬上所有的報紙根據(jù)警察局的報告認(rèn)定李夢露是自殺，但是偵探羅桑天不相信。羅桑天發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場李夢露下身出血，說不定是李夢露懷孕了。羅桑天要求解剖李夢露的尸體，被警察局長謝漢明拒絕了。謝漢明告訴羅桑天滬上形勢很微妙，日本人對上海虎視眈眈，一定要保持上海的穩(wěn)定，同時謝漢明告訴羅桑天李夢露身后的各種人都是不好惹的，個個水都很深。謝漢明警告羅桑天可以查，但是所有的情況必須及時匯報。羅桑天和手下分兩個方面調(diào)查，一個查李夢露住的百老匯大飯店的住客。同時在滬上各個醫(yī)院進(jìn)行調(diào)查。羅桑天的手下獲悉李夢露死之前一個禮拜來到上海一家叫濟(jì)仁醫(yī)院看過病，至于到哪個科室看病，沒有具體線索。羅桑天在祭奠李夢露的現(xiàn)場，發(fā)現(xiàn)了一個叫劉笑榮(李峰 飾)的編導(dǎo)，這個人告訴羅桑天要用一個劇本來悼念李夢露。羅桑天進(jìn)一步了解到這個叫劉笑榮的編導(dǎo)曾經(jīng)在最早發(fā)現(xiàn)了李夢露是大都會舞廳里，那個時候李夢露是大都會舞廳的舞女。是劉笑榮把李夢露介紹到電影界的。同時令羅桑天驚奇的是，在祭奠李夢露的現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)了一個素面朝天的和李夢露一模一樣的女人，她也來祭奠李夢露了。羅桑天幾乎恍惚了，這個和李夢露長的一模一樣的女人消失了。羅桑天把這個出現(xiàn)的女人叫做鬼。羅桑天根據(jù)部下張毅(常亮 飾)的調(diào)查線索到濟(jì)仁醫(yī)院來調(diào)查了。羅桑天調(diào)查的一個重要對象是外科醫(yī)生何天佑(王工一 飾)。這個何天佑羅桑天見過，是在百樂門門口要打舞女的那個舞客。羅桑天告訴何天佑，李夢露懷孕了。何天佑醫(yī)生說，那她應(yīng)該看婦科，不應(yīng)該來找我。羅桑天和手下查到李夢露常常來這家教濟(jì)仁醫(yī)院來看病。正在這個時候那個女鬼和李夢露長得一模一樣的女孩子出現(xiàn)在了濟(jì)仁醫(yī)院里，羅桑天立刻追了上去。但是到了女廁所門口女鬼不見了。羅桑天失望而去。羅桑天突然意識到應(yīng)該去李夢露的住宅去找病歷或者李夢露懷孕的證據(jù)。但是，羅桑天已經(jīng)晚了，李夢露的家里的窗戶已經(jīng)被人砸破。李夢露的病歷和懷孕證據(jù)已經(jīng)丟失。羅桑天命令部下在方圓三公里進(jìn)行搜索。羅桑天和部下終于在鄰居家的垃圾箱里找到了一套嬰兒穿的衣服。羅桑天堅信李夢露是他殺，因為李夢露懷孕了，一個懷孕了女人絕對不會自殺的。