故事发生在二十世纪五十年代的大上海。当时，上海东方明珠文化博物馆珍藏着许多价值连城的文物，每天来参观的人络绎不绝。
后来老馆长因年纪已高该退休了，年轻有为的考古学者华伟光就成了博物馆的新任馆长。交接那天，老馆长带着女儿和未来的女婿研究生小刘特意来博物馆作了最后一次巡视，也算为即将上任的华伟光做个导游。
馆藏珍品真是琳琅满目，木乃伊、草纸卷、金银珠宝、各个朝代的饰物……应有尽有，令人目不暇接，其中一个玻璃橱紧紧地吸引住了华伟光。玻璃橱里摆放着一块金属饰品，上面镶着十二颗宝石，颗颗形状不同，颜色各异。这是古代少数民族祭司胸前挂的宝石胸牌。
“这宝石胸牌价值连城。”老馆长说：“它的工艺精致极了……”
华伟光正想再仔细观看一下，小刘已在另一边大叫起来：“呀！好美的烛台，这工艺比那个宝石胸牌要精致得多。”华伟光的注意力就被那个漂亮的烛台吸引过去了。
参观完毕，华伟光正式上任。博物馆有一间房子原是老馆长住的，老馆长退休搬走后，华伟光就住了进去。上任没几天，他就收到了一封奇怪的匿名信：一定要当心宝石胸牌！
见此警信，华伟光不敢大意，他立即找来了博物馆的保安队长施焕之，向他打听博物馆的保卫状况。施焕之说，博物馆开放时，每两个展室间有一个看守。闭馆后，有一个老更夫每隔三小时巡查一次，当然，钢闸门是紧闭的，馆内通道都亮着灯，戒备地相当严密，很难有人能从这里偷走东西。
两个人研究了半天，也没商量出更好的办法，便暂时作罢。第二天早上，保安队长施焕之还躺在床上睡觉，就见华伟光神色惊慌、衣衫不整地闯了进来：“不好了，宝石被盗了！你快到博物馆，我去报警！”华伟光上气不接下气地说完，就急忙冲下楼去。
当施焕之赶到博物馆时，见华伟光正和一位警察、一位宝石专家围在玻璃橱前议论。宝石胸牌已从橱中取了出来，放在玻璃上面。华伟光说：“今早我经过这里时，发现这块金饰有点异样，你们看，其中四颗宝石的周围曾被人用利器凿挖过。”
经宝石专家鉴定，这四颗宝石货真价实，并没有被换走。奇怪！作案者不是想偷宝石吗？那为什么他不把整块胸牌拿走呢？在场的人都困惑不解。
整个上午，他们对博物馆的展览厅和任何可疑的进口都进行了检查，一点痕迹也没有。还有一个进口则要通过华伟光的居室，贼是不可能从那里进馆的，难道贼有隐身术吗？
为了寻找破案线索，华伟光和施焕之一起去找老馆长。不巧老馆长去西安考古去了，一个月后方可回家。他俩只好怏怏而返。当晚他们加强了对博物馆的警戒工作。
翌日一早，施焕之又被一阵急促的敲门声惊醒，是华伟光派人叫他快点到博物馆去，又出事了。
施焕之匆匆赶到博物馆，华伟光指了指那陈列宝石胸牌的玻璃橱，只见胸牌中间那四颗宝石又被人用利器撬过了。
只动镶座而不偷宝石，只有疯子才会这样做！华伟光和施焕之如坠入云雾中，一点头脑也摸不着。
华伟光沉思了一会儿，说：“今晚该轮到最后四颗宝石了，让我们看看到底是谁干的好事！”
刚一入夜，他俩就沿着博物馆的后梯，爬上了屋顶，匍匐在天窗旁边。从天窗上，可以俯瞰整个陈列大厅。大厅里灯火通明，一切都在他俩的眼皮下。装有宝石胸牌的玻璃橱，正好在天窗下。
时钟刚敲过十二下，一个令人毛骨悚然的景象出现了：墙边一个巨大的木乃伊棺盖正在一寸寸地慢慢被打开，从里面伸出一只苍白又瘦削的手。这只手握住棺盖，把它推开，接着又伸出另一只手，最后，探出一个蒙着黑纱的人头。
“呀！”华伟光和施焕之吓得差点惊叫出来。只见那人从棺材里溜出来后，鬼鬼祟祟，东张西望，十分小心。突然，他踮起脚尖，一直走到玻璃橱前，从口袋里掏出钥匙，打开橱门，取出了那块宝石胸牌，开始用工具去弄松镶座。
“怎么办？”华伟光声音战抖着问。
“抓住他，看看他是谁。”施焕之当机立断地说。
两人悄悄爬下屋顶，赶回华伟光的房间，悄悄地打开门走进了大厅，突然出现在蒙面贼面前。
窃贼猛一抬头，发现了他们，像见了鬼一样，恐怖地惨叫一声，拔腿就往外跑。“站住，站住！”华伟光在后面大喊。
几乎是同时，更夫出现在门口，挡住了窃贼的去路。华伟光和施焕之追过来抓住了他，一把扯下了窃贼脸上的黑纱，所有的人都惊呆了：窃贼竟然是老馆长！
老馆长这时完全绝望了，他喘着气说：“我马上就快完工了，可惜功亏一篑。走，到房间里去吧，我老实交代。”
他们经过那玻璃橱时，华伟光发现昨天还未动过的四颗宝石中，有一颗已被拆了下来，他气得咬牙切齿，大声嚷道：“你！你竟敢……”
华伟光立即吩咐更夫留守大厅，拿起胸牌，就和施焕之一起押着老馆长走向房间。
一进房间，老馆长就坐在椅子上，面色灰白，颓然地说：“真像一场噩梦，我一心希望在被人发现之前把事办妥，想不到却被你们像抓贼一样抓住了。”
老馆长话音一落，华伟光就急着发问：“你是怎样进来的？”
“请原谅我，伟光，在交接时我留了一把你房间的钥匙，白天我通过这房间进馆，闭馆后就躲在木乃伊棺里，半夜出来，天亮从原路离去。”
“那你冒险干这种事究竟是为什么？”
老馆长这时镇静多了，他说：“先让我详细说完吧，然后随你们怎么处置。”
几天前，我女儿和研究生小刘热恋上了，我对他也很满意。可有一天，我却收到了一位朋友的来信，揭发小刘是个骗子，他根本不是什么研究生，而是著名的文物大盗。在博物馆的珍品中，我认为最有可能吸引他注意的就是那块宝石胸牌，于是我就写了封匿名信警告你。那天晚上，我把他直接叫到房间，直截了当地指出他是个大盗，只是想利用我的女儿罢了。没想到，他竟然跪在地上，说他原本是想利用我女儿的，可交往一段时间以后，竟然爱上了我的女儿。为表明心迹，他当场交出了十二颗宝石，这家伙不知什么时候竟然神不知鬼不觉地把宝石全换掉了。那天，我们参观时所见的宝石全是赝品，他手工极精，不认真观察是看不出痕迹的，但他毕竟做贼心虚，看见你仔细观看，还是借故把你引开了。他痛哭流涕地说一定要痛改前非，和我女儿过新的生活。这件事使我大费踌躇，我知道他已决心悔过，我女儿又钟情于他，我不愿将这事公之于众，但我又决不能让博物馆蒙受损失，同时欺骗观众。想来想去，为了两全其美，我只好冒险悄悄地将这些真品置换回去，但我手工拙劣，你们又忠于职守，终于被发现了。
“事情就是这样，这件丑闻你们如何处理呢？”
华伟光握住老馆长的手语重心长地说：“事情就此了结，我们仍像过去一样敬重你！”
施焕之也说：“现在让我们都去当一回用真品换赝品的‘贼’吧！”
几天以后，宝石胸牌又重新陈列在玻璃橱中，吸引着无数的参观者。如果不知道曾经发生过的事情，谁也看不出上面的微小痕迹。
