电影《谜一样的眼睛》，影片的男主角本杰明，当警察退休后在家没有事干。想找点事做充实自己的生活，决定写小说。
本杰明不知道写什么题材，可有一件退休前的案子，在他脑海里挥之不去。他决心把这事写下来。那个案子是他经手办的，在退休前就已结案：1个外来移民强暴并杀害了莉莉。他写着写着发现案子漏洞百出，决心重新破案。
案子是一个结婚才八个月，23岁美丽的女教师莉莉，在家中被人残忍强暴后被杀害。丈夫是银行职员。本杰明看到了悲惨的现场。
本杰明从死者莉莉影集中翻看相片，从中找线索。从集体合影照片里看到一双奇怪眼神的人，大家照相都是开心地笑着看镜头，那人却是带着爱意的眼神看着莉莉。有几张同样眼神的照片。本杰明开始从那人开始查明破案。
本杰明了解到照片上眼神怪异的男子名叫戈麦斯。是莉莉的同学也是邻居。他学历低，人相貌平平，身材矮小。在外面打工，找不到人。
莉莉的丈夫杜卡有戈麦斯家的电话，冒充公司人员招工打电话，要戈麦斯去上班。对方说戈麦斯不在家，说了地址在那里打工。问是什么公司时，杜卡慌张把电话挂了。
本杰明带同事寻找到那里，戈麦斯的同事们说：“他接了个电话，就拿着行李走了。还有两天就开工资了，他都不等走了”。戈麦斯消失在茫茫的人海里，找不到踪影。
本杰明和同事去了戈麦斯妈妈家中，偷取了戈麦斯写给他妈妈的一沓信件带回家中。信上没有写地址也没有写他在哪里，只是说他看了足球大赛。找不到戈麦斯案子毫无进展。
偷取信件的事，被戈麦斯妈妈在当地报了案，本杰明被此案的警官批评了。
有一天，本杰明同事在酒吧打来电话，要他赶到酒吧来，同事爱酗酒。本杰明赶到酒吧，同事说：“一个人的兴趣爱好不会改变，他喜欢喝酒一直没有改变过，戈麦斯喜欢看足球的兴趣一定不会改变，足球赛在哪里举办，他就会去哪”。酒吧里的足球爱好者，说出了足球大赛历年时间，正好是戈麦斯信里说的时间相同。
那年的足球大赛在本市举办，杜卡下班后，每天在火车站等戈麦斯出现，等了一年的时间也没有出现。
足球大赛开始了，退了休的本杰明不能动用警察去抓戈麦斯，戈麦斯和同事俩人在球迷们情绪高涨，激动地挥舞双手上万人的人群中寻找戈麦斯。真是难找，他们执着的一排排找下去，终于发现了人群中的戈麦斯。
本杰明和同事前去抓戈麦斯，戈麦斯发现了本杰明落荒而逃，在无处可逃的情境中，无奈地从高处往下跳逃生，脚被扭伤了。戈麦斯被抓送到警察局。本杰明审问戈麦斯是坐哪一趟火车来的，戈麦斯的回答令本杰明震惊，深感意外。麦戈斯是坐汽车来的。
难怪杜卡在火车站守了一年都没有发现戈麦斯。
本杰明拿了莉莉受害现场的照片给他看，戈麦斯眼神躲避不敢看，侧转着身体。本杰明漂亮的女助理进来，因衬衣扣子掉了一粒，丰满的乳房暴露了少部分，戈麦斯眼睛像花痴似地盯着她胸部看，女助理走到他面前，戈麦斯失态几乎要动手。女助理说“你喜欢莉莉，知道自己的又矮又瘦，根本配不上莉莉。你想得到莉莉，是你强奸杀害了莉莉”。戈麦斯吃惊地看着女助理说：“你是怎么知道的？”并疯狂地扑向了女助理。戈麦斯被关进了牢房。
强奸杀人犯本应是终身监禁，可是，没有几个月戈麦斯被放了出来。本杰明找警官理论，警官说“他在狱中被军方征用为打手，军方枉顾礼法将他从监狱里捞了出来‘’。
事实是本杰明上司，对本杰明重新审案的报复。原来司法腐败，为求尽快结案。随便找了一个外来移民犯人顶罪结了案。现在，重新审案，上司的名声受损，所以把戈麦斯放出来报复本杰明。在电梯里戈麦斯有意掏出手枪震慑本杰明和助理。
戈麦斯派人在本杰明家中，杀害了本杰明同事，本杰明出去了逃过一劫。本杰明离开本市避难，不敢露面。
事情过去了25年，本杰明老了，却一直牵挂此事。戈麦斯没有找他。本杰明不死心，打听到了杜卡在一个偏僻地区银行工作，还有住所。
本杰明开车来到了十分偏僻的地方，那里只有一栋简陋的房子，是杜卡的家。本杰明敲开了杜卡的门，杜卡见本杰明很意外，杜卡老了，秃头，头发白了。本杰明环顾四周，没有看见女人的用品，见到桌子上摆放着莉莉的照片。本杰明盯着杜卡说：“我从来没见过，像你一样对妻子深情的人”。杜卡说：“我很爱她”。本杰明还问一些话，杜卡情绪有点激动。打开门下逐客令要本杰明离开。
本杰明开车回去的路上，想到杜卡做事执着的人，怎么会平静下来。本杰明把车停下，守候在远处观察杜卡家动静。几个小时过后，看见杜卡手里端着东西，走向了旁边的一个房间。本杰明轻轻地跟了过去，进了房间。昏暗的屋里，铁棍围栏着半间屋，关着一个神情呆滞行动迟缓的人，看到本杰明后口齿不清地说“求求你，让他和我说说话”。这人就是戈麦斯！被杜卡隐藏关了25年。杜卡看到本杰明大吃一惊，端着的饭盆跌落在地。然后，镇定地说：“他应该终身监禁”。
本杰明终于破了案，明白了案子的真相。他没有声张出去。坏人终究受到了正义的惩罚。本杰明安心自信地继续写他的小说。
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