民国二十六年，上海。
夜色如墨，月光稀薄，梧桐雨巷更显幽深寂静。这条巷子很长，两旁栽满了法国梧桐，每当起风时，树叶沙沙作响，仿佛在低语。巷子尽头，有一栋三层小楼，红砖砌成，是这一带有名的私家侦探所——“梧桐事务所”。
此时，事务所内仍灯火通明。一个身穿长衫，头戴礼帽，面容清癯的中年男子正伏案疾书，他便是事务所的主人，人称“梧桐神探”的沈梧桐。
沈梧桐自幼聪明过人，早年留学日本，专攻法学与刑侦，回国后在上海滩开设了这间事务所，凭借过人的智慧和胆识，破获了无数奇案，声名鹊起。
“砰砰砰——”一阵急促的敲门声打破了夜的宁静。沈梧桐放下笔，皱了皱眉，起身开门。门外站着一位身着旗袍，面容姣好的女子，她神色焦急，眼中带着泪光。
“沈先生，求您救救我！”女子一进门便跪倒在地，泣不成声。
沈梧桐连忙将她扶起，让她坐在沙发上，又倒了一杯热茶递给她。待她情绪稍稳，才缓缓问道：“姑娘莫急，慢慢说来，究竟发生了何事？”
女子接过茶杯，双手微微颤抖，哽咽着讲述了她的遭遇。她名叫林婉儿，是巷子尽头那栋三层小楼的主人，也就是沈梧桐的邻居。林婉儿自幼丧父，与母亲相依为命，一年前母亲因病去世，留下她独自一人守着这栋祖业。
林婉儿说，昨晚她参加了一个宴会，回来时已经很晚，便直接回房休息了。可今天一早，她却发现家中的珠宝首饰不翼而飞，更可怕的是，客厅的地板上还躺着一具男尸，正是她家的仆人阿福。
阿福是林婉儿母亲生前的得力助手，为人忠厚老实，做事勤恳，从未有过任何不良记录。林婉儿怎么也想不明白，他为何会惨死在自己家中，而那些珠宝又去了哪里？
听完林婉儿的叙述，沈梧桐眉头紧锁，心中已有了几分猜测。他安慰了林婉儿几句，让她先回去休息，自己则带上工具，前往现场勘查。
来到林婉儿家，沈梧桐仔细检查了现场，发现门窗紧闭，没有被破坏的痕迹，室内也没有打斗的迹象，阿福的死状十分安详，仿佛是在睡梦中被人杀害。
沈梧桐又仔细检查了阿福的衣物和身体，发现他衣兜里有一张皱巴巴的纸条，上面写着一行小字：“午夜时分，梧桐树下见。”字迹歪歪扭扭，显然是匆忙之中所写。
沈梧桐心中一动，这张纸条或许就是解开谜团的关键。他抬头望向窗外，只见月光透过梧桐树的缝隙洒在地上，斑驳陆离，心中顿时有了计较。
午夜时分，沈梧桐独自一人来到梧桐雨巷的尽头，那里有一棵最为高大的梧桐树。他躲在暗处，静静地等待着什么。
不一会儿，一个鬼鬼祟祟的身影出现了，他四处张望了一番，确认无人后，便走到梧桐树下，从怀里掏出一个鼓鼓囊囊的布袋，放在地上，又从衣兜里掏出一张纸条，贴在树干上，然后匆匆离去。
沈梧桐见状，连忙上前查看，只见那张纸条上写着：“珠宝已取，速来取钱。”而那个布袋里装的，正是林婉儿丢失的珠宝首饰。
沈梧桐心中冷笑，看来这个幕后黑手已经迫不及待想要拿到钱了。他收起布袋和纸条，决定顺藤摸瓜，找出真凶。
第二天，沈梧桐在报纸上刊登了一则启事，说自己手中有一批价值连城的珠宝首饰，想要出售给有缘人。启事一出，立刻引起了轰动，不少人纷纷前来询问。
沈梧桐一一接待了他们，却并未发现什么可疑之处。就在他准备放弃这条线索时，一个神秘人物出现了。
这个人自称是珠宝商人，名叫赵明辉，他开出的价格十分诱人，让沈梧桐不禁有些心动。不过，沈梧桐并未立刻答应他，而是提出要先验货再交钱。
赵明辉爽快地答应了，约定好交易的时间和地点后，便离开了。沈梧桐看着他离去的背影，眼中闪过一丝狡黠的光芒。
交易当天，沈梧桐带着一个空盒子来到了约定的地点，那里是一个废弃的仓库。赵明辉早已等候多时，见到沈梧桐，他立刻迎了上来，迫不及待地想要验货。
沈梧桐打开盒子，赵明辉一看，顿时脸色大变，盒子里哪有什么珠宝首饰，只有一张纸条，上面写着：“珠宝已归原主，真凶就在眼前。”
赵明辉还想狡辩，却被沈梧桐一把揪住衣领，按在地上。原来，沈梧桐早就料到赵明辉会现身，便故意设下此局，引他上钩。
经过一番审问，赵明辉终于交代了实情。原来，他根本不是什么珠宝商人，而是林婉儿家的一个远房亲戚，因为家境贫寒，一直嫉妒林婉儿的财富。
那晚，他趁林婉儿不在家，潜入林家，想要偷走珠宝。不料，却被阿福撞见。阿福忠心耿耿，想要阻止他，却被他残忍杀害。
事后，赵明辉将珠宝藏在了梧桐树下，并留下纸条，想要引诱沈梧桐前来，再趁机将他杀害，夺走珠宝。没想到，沈梧桐早就看穿了他的计谋，将他一网打尽。
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