Pour éclaircir l'énigme dans Le Mystère de la chambre jaune, le jeune reporter Rouletabille a voyagé en Amérique où il est remonté aux sources de sa propre enfance et au souvenir de la dame en noir, une belle inconnue au parfum unique qui venait à l'occasion rendre visite au pauvre orphelin qu'il fut jadis. Maintenant que le jeune reporter a démasqué le coupable et fait libérer Robert Darzac, le fiancé de Mlle Stangerson, les deux amoureux ont enfin pu se marier et une cérémonie a réuni presque tous les protagonistes du Mystère de la chambre jaune.

Or, le terrible Ballmeyer, l'agresseur de la chambre jaune, court toujours et semble déterminé à nuire au bonheur des nouveaux mariés. Croyant avoir aperçu le bandit à plusieurs reprises pendant leur voyage de noces, ces derniers choisissent par prudence d'écourter leur séjour à l'étranger pour s'enfermer au Château des Rochers rouges, véritable forteresse qui domine le littoral méditerranéen. Le professeur Stangerson s'y trouve déjà avec des amis, les Rance, et sont presque aussitôt rejoints par Rouletabille, flanqué de son ami Sainclair, le narrateur du récit.