Résumé Pour éclaircir l'énigme dans Le Mystère de la chambre jaune, le jeune reporter Rouletabille a voyagé en Amérique où il est remonté aux sources de sa propre enfance et au souvenir de la dame en noir, une belle inconnue au parfum unique qui venait à l'occasion rendre visiter au pauvre orphelin qu'il fût jadis. Maintenant que le jeune reporter a démasqué le coupable et fait libérer Robert Darzac, le fiancé de Mlle Satangerson, les deux amoureux ont enfin pu s'épouser et une cérémonie de mariage a réuni presque tous les protagonistes du Mystère de la chambre jaune. Or, le terrible Ballmeyer, l'agresseur de la chambre jaune, court toujours et semble déterminé à nuire au bonheur des nouveaux mariés. Croyant avoir aperçu le bandit à quelques reprises pendant leur voyage de noces, ces derniers choisissent par prudence d'écourter leur séjour à l'étranger pour s'enfermer au Château des Rochers rouges, véritable forteresse qui domine le littoral de la mer. Le professeur Stangerson s'y trouve déjà avec des amis, les Rance, et sont presque aussitôt rejoints par Rouletabille, flanqué de son ami Sainclair, le narrateur du récit. Rouletabille sait maintenant que la dame en noir, sa mère et Mlle Stangerson sont une seule et même personne. Il a également appris en Amérique que l'inspecteur Larsan, son adversaire lors de la résolution de l'énigme du précédent roman, est en fait le dangereux Ballmeyer et aussi son propre père. Non sans appréhension, il découvre bientôt de multiples indices qui témoignent de la présence menaçante de l'escroc dans l'enceinte fortifiée du château. Les mesures de sécurité sont immédiatement renforcées, mais l'angoisse atteint son comble quand, en dépit de tout logique, Larsan fait soudainement irruption dans la chambre de Robert Darzac, le blesse grièvement et l'abandonne, plus mort que vif, au bord d'un gouffre. Déterminé à en finir une fois pour toutes, Rouletabille doit à nouveau se surpasser pour éclaircir ce mystère et mettre un terme au pouvoir de Ballmeyer.