Le professeur Stangerson et sa fille Mathilde vivent au château du Glandier où ils poursuvient des recherches scientifiques. Une nuit, Mathilde échappe de justesse à une tentative d'assassinat dans sa chambre jaune, pourtant fermée de l'intérieur. Le jeune reporter Rouletabille se rend sur lieux avec Sainclair, son ami avocat. Au terme d'une enquête périlleuse et angoissante, Rouletabille va élucider.