1974年4月2日晚上9点，在云南西双版纳参与劳动建设的女知青朱梅华在茫茫黑夜中独身一人前往厕所，一个小时过去了，雨滴倾盆而下，但仍未见朱梅华归来的身影。次日一早，朱梅华的室友便开始到处寻找她，却未见其踪影，只在厕所旁边找到了她昨日出宿舍时穿的黑色布鞋。
专案组展开了地毯式搜索，但却没有找到一丝线索。查询了朱梅华身边的人员流动后，专案组把目光专注到了朱梅华的前男友和指导员身上。这两个人先后对杀人行为供认不讳，朱梅华身边的人也都确认了凶手是谁，但专案组至今未将嫌疑犯捉拿归案，死者母亲苦寻女儿40年仍未有线索。那个雨夜里，在朱梅华身上究竟发生了什么？为何疑犯承认杀人事实却仍未被捉拿归案？
1974年4月2 日晚上9点，那是一个很寻常夜晚。朱梅华怕黑所以想和室友刘桂花一起去上厕所，但刘桂花已经去过厕所了，朱梅华便只能只身一人前去。当时出门时，朱梅华身上穿着粉色带花案的衬衣，披着一件用劳动布改的两用衫，穿了一条薄薄的全棉睡裤，脚上随意拖着一双黑布鞋。厕所在80米外，中间还要穿过一个篮球场，除了宿舍其他地方都没灯，路上乌漆嘛黑的，但下乡的人都住在这里，几年来也没出什么事，所以刘桂花没有多想就准备睡觉了。
已经10点了，外面滴滴答答的雨声让刘桂花心有不安，朱梅华已经去了很久了，怎么还没有回来？但随即她又想起来，离厕所20米的地方也有宿舍，朱梅华平时人缘好，可能怕淋雨便在那边住下了。刘桂花起身到寝室门口喊朱梅华，但没有人回应，只能回到寝室睡觉去了。对面宿舍的裴丽娟听到了刘桂花在喊朱梅华，喊了几声之后就没音了，她也以为朱梅华已经回到宿舍休息就没有再关心了。
第二天上午，睡醒后的刘桂花吃完早饭准备去上工，走到对面宿舍寻找朱梅华。裴丽娟说朱梅华没有去过她们宿舍，但刘桂花一夜未归至今没有未见踪影，能去哪里呢？刘桂花慌了神，火急火燎地去报告了连队领队。
连队领队下令全连停工，立刻在附近寻找朱梅华，但却没有结果。刘桂花在连队厕所附近十几米远的地方发现了一双黑色布鞋，这不正是朱梅华昨晚出门上厕所穿的鞋子吗？怎么只有鞋子在，人去哪儿了？
女知青失踪关系重大，有关部门立即下令全员参与搜寻。分场大搜三天，2700多人参与搜索。寻人启事张贴的到处都是，大家见面问的第一句话就是，朱梅华找到了吗？
专案组组织大量人员在附近的河流、灌木丛、土地、水井和鱼塘等地方搜寻，该找的地方都找了，但就是生不见人，死不见尸。在农场附近寻找无果，专案组便联合当地少数民族对附近的红堡水库进行彻底打捞，但结果依旧令人失望。一夜的暴雨将线索冲刷干净，朱梅华随着大雨一同消失了。
有人怀疑，朱梅华是不是吃不了苦跑回家了？专案组立即派人前往朱梅华的家乡寻找她的线索，但调查人员没有查询到任何朱梅华回家的信息。那她是不是非法越境，跑到缅甸去了？朱梅华当时所在的生产队里离中缅边境不到20公里，有人猜测她是怕吃苦，隐姓埋名跑到缅甸当陪酒女去了。侦查员前往中缅边境查询，但在她失踪的这段时间里，并没有发生非法越境事件。
女知青在农场离奇失踪，连队组织大批人员漫山遍野地搜查却没有找出任何的蛛丝马迹，一时间生产队里人心惶惶，女知青们都陷入了恐惧与不安。为了找到朱梅华，专案组对当地农场16个营、两万多人逐一排查，搞清楚朱梅华失踪前后这段时间她的人际关系和身边人员流动。裴丽娟曾回忆道，那时候所有人都被怀疑，被叫过去一一谈话，就像“白色恐怖”，大家都感到很害怕。
时间在一天天过去，但派出去寻找朱梅华的人员却一无所获，专案组逐渐把目光定格在朱梅华被他杀的可能性上，第一个被怀疑的人就是朱梅华的前男友祝为鸣。
祝为鸣和朱梅华在上海时曾在一所学校上学，又在上山下乡中来到云南西双版纳，进入连队后一起被分到建设兵团的七营三连，两人平日里有说有笑，关系甚是不错。两人青梅竹马又郎才女貌，甚是般配，但最后因为祝为鸣作风出现问题，朱梅华选择与其分手。这时有知青向专案组反映，朱梅华的火柴盒上有她前男友祝为鸣写下的“火烧朱梅华”的恐怖字样。
既然关系不错，祝为鸣又怎么会写下这么恶毒的诅咒呢？专案组将祝为鸣纳入重点嫌疑对象，并采取隔离审查措施。经过专案组的审查，祝为鸣承认这些字是他写在火柴盒上的，但是是因为跟朱梅华产生了不可调和的矛盾，一气之下才写上去的，只是想吓唬一下朱梅华。但重庆知青李新惠又向专案组提供了一条新线索，在朱梅华去上厕所那段时间里，她看到了祝为鸣去寝室寻找朱梅华，而后又出来朝着厕所方向走去。
对于被重点怀疑的祝为鸣来说，李新惠的证词无疑是雪上加霜。有了李新惠的证词，朱梅华被情杀的可能性大大增加，祝为鸣被严加看管。在重压之下，祝为鸣被迫承认杀害了朱梅华，但是专案组一直没有找到朱梅华的尸体和确凿的证据。后来祝为鸣为了让大家相信自己没有杀人，打算在一个大仓库里上吊自杀以证清白，但在上吊过程中脚踢到了大门，听到响声的众人冲进仓库将他救下。
经过侦查员缜密的分析和查证，祝为鸣在朱梅华失踪当晚是没有充足的单独作案时间的。案发当晚，祝为鸣只在半夜一点左右离开过寝室，十分钟不到就返回了宿舍。祝为鸣外出的时间太短了，且那天晚上下着大雨如果他真的是杀人凶手的话，这些时间是不够他掩藏或销毁尸体的。
关闭审查了半年，依旧没有找到祝为鸣杀人的证据，专案组只能放任他离开，案件又进入一筹莫展的阶段。
然而一件突发事件将众人的目光又重新拉回到朱梅华的案件上。朱梅华的连队指导员蒋井杉被人告发了，原因是他侮辱了前来西双版纳下乡的未成年侄女。而蒋井杉平日里就喜欢跟朱梅华说话，会不会是他看到年轻漂亮的朱梅华从而起了歹意？
连长董朝同、副指导员周萍和蒋井杉是挨着的邻居，一次偶然的谈话中，周萍得知了蒋井杉隐藏的秘密。
朱梅华失踪当晚，蒋井杉的妻子一直在家等着丈夫归来，她看到丈夫扛着锄头急匆匆地从雨里跑回家，身上冰冷的雨水一滴一滴地掉落在地上，鞋子和裤腿上都是污泥，但蒋井杉一句话都没有解释，一言不发地脱衣洗澡去了。
洗澡前，蒋井杉偷偷将一块手表塞进了墙缝中，而这个举动却引起了妻子的注意。周萍回忆，朱梅华失踪后，她的瑞士克诺手表不翼而飞，这块表是朱梅华的父母为其购买的，价值185元，蒋井杉藏起来的这块手表会不会就是朱梅华的表？这条惊喜获得的宝贵线索让朱梅华的案件再次有了眉目。
专案组组员开始悄然对蒋井杉展开调查。身为指导员的蒋井杉可以居住两间屋子，但其中一间屋子的窗户却是用一层薄薄的纸糊的，仔细看便能发现窗户纸上有几个小洞。侦查员趴在这些小洞上向外望去，连队的几个宿舍都被看得清清楚楚。如果案发当晚蒋井杉一直在这个小洞后观望，那他一定知道朱梅华独身一人前往的厕所，极有可能朱梅华就是被蒋井杉杀害的。
蒋井杉是调查朱梅华事件的专案组组长，事发以后，蒋井杉也一直参与到寻找朱梅华的行动中，专案组把农场里的每个人都调查过了，但唯独遗漏了蒋井杉，谁会想到专案组组长可能就是杀人凶手呢？因此，大家对蒋井杉在案发当晚的行踪一无所知。众多线索汇集在一起，调查人员发现以前的破案思路可能都是错的，现在必须将蒋井杉纳入重点嫌疑对象，并对其组织严厉的审查。
考虑到蒋井杉配备的有枪，为了避免蒋井杉听到任何风吹草动便失去控制或逃跑，专案组打算制定一个引蛇出洞的诱捕计划。
暗夜里，几颗星星稀稀疏疏地挂在半空，月亮也躲进云层，这让在蒋井杉家附近埋伏三名知青更是紧张。为了防止蒋井杉半夜逃跑，周萍安排三名年轻力壮的男知青整夜埋伏在蒋井杉家门口的山坡上，三人在山坡上一动不动，瞪大眼睛监视着蒋井杉家的一举一动。
潮湿而闷热的西双版纳为这项任务增添了不少难度，当一束束阳光开始照耀地面时，三人终于等来了逮捕蒋井杉的人员。天亮之际，保卫科科长带领部下驾驶着一辆吉普车晃晃悠悠地开来，以团部开会的名义带走了蒋井杉，好在是有惊无险，三人悬着的心终于放了下来。
三连的知青在得知指导员蒋井杉被带走后非常惊讶，但抓住了嫌疑人还是让他们稍微安心了一些。朱梅华失踪后，大家没日没夜地寻找，后来开始怀疑是知青杀了知青，任谁都没想到最后被带走的杀人嫌疑犯竟是指导员。平时的蒋井杉沉默寡言甚至严厉苛刻，言语粗鲁的他总是让这帮小年轻在跟他接触时感到害怕，但谁都没有敢想过指导员会杀人，而且他还是连队里唯一带头调查的专案组组长。
专案组对蒋井杉进行了严厉的隔离审查，希望就此结束案件，好给朱梅华的家人一个交代，也让西双版纳的知青们安心。
强压之下，专案组加快了对蒋井杉的审查。审查时，蒋井杉承认了侮辱侄女的事，也对杀害朱梅华的行为供认不讳，说朱梅华的尸体埋在山上的橡胶林里。但专案组的调查员将山上的橡胶林翻了个底朝天也没有找到朱梅华的一根头发，此时蒋井杉又说他是将人丢在猪圈里用水泥封了起来。
事发后，蒋井杉确实向连队里申请过水泥用来修缮猪圈。大家都以为这个案件终于要水落石出了，所有侦查员都激动地前往猪圈翻找朱梅华的尸体，但失望再次席卷整个专案组。
没有证据就没办法证明蒋井杉的杀人行为成立，而蒋井杉得知侦查员没有找到尸体的消息后再次翻供。蒋井杉说他没有杀人，前面承认是因为侦查员七天七夜里不让他睡觉，活不活，死不死，屈打成招下胡乱承认的。
尽管专案组高度怀疑蒋井杉，但苦于没有证据，且蒋井杉又在不停地翻供，无可奈何之下只能在朱梅华案件中放出他。但蒋井杉侮辱侄女的事情被证实，因此获罪入狱7年，被押到外地服刑。蒋井杉一走，朱梅华案件的线索彻底中断了，大家只能像无头苍蝇一样在热带雨林里不停地寻找朱梅华。
朱梅华的离奇失踪在当地的女知青里引起恐慌，大家不想继续在农场里扎根下去了，纷纷寻找门路逃离这里。1976年到1977年，惶恐不安的女知青为结束自己的知青生活慌乱地嫁到苏浙一带，或者嫁到上海郊区，偌大的农场变成了光棍生产队。
与朱梅华同期下乡的知青们至今依旧惦记的她的踪迹。2002年时，同为上海知青的孙向荣前去探望过朱梅华的母亲，垂垂老矣的老人始终没有放弃寻找女的下落。朱梅华的同学和同期知青们再次发出寻找她的寻人启事，他们更希望朱梅华正隐姓埋名的生活另一个地方。
47年过去了，朱梅华依旧踪迹全无，年迈岁的母亲苦苦守候在家里，每天都沉浸在失去女儿的痛苦中，一直盼望着女儿能够回家。
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