歯車がかみあえば動きだし、仕掛けの糸がつながると、大きく動き出す。謎と謎がからみあって、『からくり探偵団』が下町の事件を解決する！
小学5年の民芸品屋の息子、真坂タクミとその幼なじみで天ぷらや息子島田草介は浅草「花やしき」の屋上でコイン式望遠鏡をのぞいていたら、マンションの窓から女の子が落ちそうになっているのを見つける。あわてて、その場に行ってみたら、少女・風花から“人形の手”をくわえてマンションの窓から逃げだした猫をいっしょに探してくれと頼まれる。人形は風花のお父さんの形見で、からくり仕掛けで動く「茶運び人形」だという。猫を探すうちに、タクミたちは、あるおばあさんの土地をねらう不動産サギの計画を知る。――仕掛け箱、女流手妻師の過去、茶運び人形の元の持ち主、有名美術館鑑定士。からくり仕掛けで、悪徳業者を追い払え。タクミたちが作ったからくり工作も図面入りで紹介。

「からくり探偵団」のタクミと草介、風花は、アメリカからひとりで来日したばかりのトーマスと友だちになる。彼は黒ずくめの男から追われていたが、タクミたちのおかげで無事に逃げだすことができた。追われる理由を聞かれたトーマスが取り出したのは、ひいおじいちゃんの形見の懐中時計。それは世界に２個しかないという特別なもので、もう１つは日本人の緒方という人が持っているという。トーマスはその人をさがしに日本にやってきたのだ。懐中時計のふたの中に「暗号」を見つけたタクミたちは、トーマスといっしょに緒方さんを探すことに。　どうやら「暗号」を解いていくと、もう一つの懐中時計のありかがわかるようで……。（いろは歌）に隠された「暗号」いっぱいのミステリー、君には解けるかな？