Der amerikanische Schriftsteller Sam Dalmas (Tony Musante), der seit einigen Jahren in Rom lebt, beobachtet dort eines Abends zufällig durch die Glasscheiben im Eingang einer hell erleuchteten Kunstgalerie einen Mordversuch: Eine Person greift eine andere an und läuft davon. Im nächsten Augenblick kriecht eine vor Schmerzen schreiende Frau auf den Eingang zu, streckt die Hände Hilfe suchend nach Sam aus und bricht zusammen. Offenbar wurde sie durch einen Messerstich am Bauch verletzt. Sam will ihr helfen, aber es gelingt ihm nur, die äußere der beiden elektrischen Glastüren zu öffnen; die innere bleibt verschlossen. Ein Passant alarmiert schließlich die Polizei.

Bei der Verletzten handelt es sich um Monica Ranieri (Eva Renzi), die Ehefrau des Galeristen Alberto Ranieri (Umberto Raho). Sie muss zwar im Krankenhaus behandelt werden, aber die Stichverletzung ist nicht besonders schlimm.

Sam vermag bei seiner Vernehmung durch Kommissar Morosini (Enrico Maria Salerno) nicht zu sagen, wie die flüchtige Person aussah. Sicher ist nur, dass sie schwarze Handschuhe und einen schwarzen Mantel trug. Obwohl Sam vorhatte, am übernächsten Tag mit seiner Freundin Julia (Suzy Kendall) nach New York zurückzukehren, nimmt ihm Morosini den Pass ab, denn er will nicht ausschließen, dass Sam selbst der Täter ist. Vielleicht geriet er nach dem Mordversuch zwischen die beiden Glastüren und gab sich deshalb als Zeuge aus.

Kurz darauf nähert sich auf der Straße eine schwarz gekleidete Person mit einem Beil Sam von hinten. Der entsetzte Schrei einer entgegenkommenden alten Italienerin (Maria Tedeschi) rettet dem Amerikaner das Leben.

Trotz der Gefahr versucht Sam, den Fall auf eigene Faust aufzuklären. Weil Morosini vermutet, dass es sich bei dem Täter um einen Serienmörder handelt, der bereits drei Frauen umgebracht hat, fängt Sam bei dem schwulen Antiquitätenhändler (Werner Peters) an, bei dem das erste Opfer gearbeitet hatte. Von ihm bekommt er das Foto eines naiven Gemäldes, das von der jungen Frau unmittelbar vor ihrem Tod an eine unbekannte Person verkauft worden war. Das beklemmende Bild mit dem Titel „Mord im Park“ stellt dar, wie ein Mann ein Mädchen umbringt.

Der Serienmörder ersticht eine Achtundzwanzigjährige (Rosa Toros) und kündigt Kommissar Morosini durch einen anonymen Anruf aus einer Telefonzelle mit verstellter Stimme den fünften Mord an.

Ein Kriminalbeamter, der Sam und Julia auf Anweisung Morosinis beschattet, wird plötzlich von einem Auto totgefahren. Sam und Julia gelingt es gerade noch, in eine Nebengasse zu flüchten. Während Julia zur Polizei läuft, wird Sam von einem Mann in einer gelben Jacke (Reggie Nalder) beschossen, aber er rettet sich in eine belebte Gegend, wo der Verfolger von ihm ablässt. Sam geht nun seinerseits dem Mann in der gelben Jacke nach und sieht, wie dieser im Hotel „Palazzo“ verschwindet. Dort findet ein Boxer-Kongress statt, dessen Teilnehmer gelbe Jacken tragen, und Sam ist nicht in der Lage, den Mörder des Kriminalbeamten zu finden.

Nach dem Anschlag rät Morosini dem amerikanischen Autor, Italien zu verlassen. Auch der Mörder ruft ihn an, empfiehlt ihm das Gleiche und droht damit, Julia etwas anzutun. Dennoch will Sam die Sache erst zu Ende bringen.

Weder Sam noch die Polizei können einen fünften Mord verhindern: Eine junge Frau namens Tina (Karen Valenti) wird von dem Serienmörder erstochen.

Beim zweiten Opfer hatte es sich um eine Prostituierte gehandelt. Sam besucht ihren inzwischen inhaftierten Zuhälter im Gefängnis. Der nennt ihm den Namen eines Kontaktmannes, der ihm wiederum verrät, wo er den Boxer in der gelben Jacke finden kann. Doch als Sam in dessen Wohnung eindringt, liegt dort ein Toter.

Als Nächstes sucht Sam den Maler des Bildes auf, dessen Foto ihm der Antiquitätenhändler gab. Berto Consalvi (Mario Adorf) ist ein seltsamer Künstler, der in einem Dorf auf dem Land wohnt und alle Fenster und Türen im Parterre seines Hauses zugemauert hat. Er lässt Sam eine Leiter hinunter, damit dieser zu ihm hinaufklettern kann, und da er gerade beim Essen ist, schiebt er seinem Besucher auch einen Teller hin. Dann zeigt er ihm, was er gerade malt, und Sam entdeckt außerdem Käfige mit Katzen. Als Berto Consalvi ihm erklärt, dass er sich von den verhassten Tieren ernährt, begreift Sam, was er gerade gegessen hat und flieht ins Freie, wo er sich übergibt.

Während Sam noch unterwegs ist, dringt der Serienmörder in seine Wohnung ein und geht auf Julia los. Die verbarrikadiert sich in einem Zimmer und muss wehrlos zusehen, wie sich der Mörder mit einem Messer durch die Tür zu arbeiten versucht. Gerade noch rechtzeitig kehrt Sam zurück und vertreibt den Verbrecher.

Sams Freund Carullo (Gildo Di Marco), der sich inzwischen die Bandaufzeichnungen mit den Anrufen des Serienmörders angehört hat, identifiziert ein bestimmtes Nebengeräusch als Gekreische eines extrem seltenen Vogels aus dem Kaukasus, von dem es in Italien nur ein einziges Exemplar gibt, und zwar im Tierpark von Rom.

Das Ehepaar Ranieri wohnt unmittelbar neben dem Zoo! Kamen die anonymen Anrufe aus deren Wohnung?

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Sam alarmiert Kommissar Morosini. Sie fahren zu den Ranieris, brechen die Tür auf – und überraschen den Galeristen, der gerade seine Frau mit einem Messer bedroht. Es kommt zu einem Handgemenge, bei dem Alberto Ranieri aus dem Fenster stürzt. Sterbend gesteht er, der gesuchte Serienmörder zu sein.

Trotzdem sucht Sam Monica Ranieri, die plötzlich verschwunden ist. Die Spur führt zu einem Apartment in einem verwahrlosten Haus. Dort liegt Julia gefesselt und geknebelt am Boden. Vor ihr sitzt Carullo. Ist er der Serienmörder? Nein, er ist tot. In seinem Rücken steckt ein Messer. Da taucht Monica Ranieri auf, und bei ihrem Anblick erinnert Sam sich erstmals genau an die Szene, die er in der Galerie beobachtete: Bei der Person mit den schwarzen Handschuhen handelte es sich nicht um einen Mann, sondern um eine Frau – Monica Ranieri –, die versuchte, ihren Mann zu erstechen. Alberto Ranieri verteidigte sich und verletzte die Angreiferin, bevor er davonlaufen konnte. – Gerade als sie auch Sam ermorden will, trifft Morosini ein und überwältigt sie.

Monica Ranieri wird in eine geschlossene psychiatrische Anstalt eingeliefert. Ihr behandelnder Arzt, Professor Rinaldi (Giovanni Di Benedetto), erklärt im Fernsehen, seine Patientin sei vor zehn Jahren von einem Mann überfallen worden. Der Schock machte sie paranoid, aber der Wahn blieb latent, bis sie durch den Anblick des Gemäldes „Mord im Park“ wieder mit dem traumatischen Erlebnis konfrontiert wurde. Seltsamerweise identifizierte sie sich jedoch nicht mit dem Opfer, sondern mit dem Täter und wurde zur Serienmörderin. Ihr Ehemann beschützte sie aus Liebe und Charakterschwäche.