Преступник хитер и коварен, он тщательно рассчитывает и планирует своё преступление. Однако с ним в схватку вступает не кто-нибудь, а профессор математики. По сюжету действие фильма происходит в Ярославской области. В центре истории - профессор физико-математических наук Илья Субботин, у которого весьма странное хобби - разгадывать преступления.

На этот раз к Илье обращается директор Дома творчества Олег Павлович с просьбой разобраться в убийстве задушенной в сувенирном магазинчике женщины, Илья, не задумываясь, отправляется в Сокольничье. На месте он узнаёт, что дело закрыто, а преступник - местный выпивоха - задержан по горячим следам. Любитель загадок, Илья понимает, что убийца всё ещё на свободе, и приступает к собственному расследованию.

В местном доме отдыха вокруг него собирается любопытная компания людей. Ими оказываются экстравагантная поэтесса Ангел, что-то скрывающая экскурсовод Зоя, чудаковатый парень Матвей, немолодой джентльмен Николай Иванович, влюблённая пара Лилечка и Ванечка, печальная красотка Катерина и известный кинорежиссёр Артоболевский. Илья уверен, что убийца кто-то из них. И. как выяснится, он не ошибается...

Илья собирает всех в зале. Он сообщает, что Виктор не убивал Лидию Петровну. Её убил Ванечка за то, что Маслова была против его брака со своей дочерью Лилечкой. Лидия Петровна даже предложила ему деньги за отказ от свадьбы, но Ваня решил иным образом устранить проблему. А Матвея он пытался убить, потому что тот стал невольным свидетелем убийства. К тому же Ванечка пытался провернуть брачную аферу, а не жениться по любви.