　主人公の田中は、天才的な洞察力を持つ若手刑事です。彼はある日、東京の繁華街で起きた謎の事件の捜査を担当することになります。

　失踪したのは、美しい歌声を持つ人気歌手のかぐや姫でした。彼女は幾つもの賞を受賞し、多くのファンから愛されていましたが、ある日突然消息を絶ってしまったのです。町の中では彼女のプライバシーを侵害していた人物やライバル歌手の陰謀が噂されています。

　田中はかぐや姫の部屋を調査する中で、壁に貼られた「メールアドレスを教えてください」というメモを発見します。このメールアドレスが何かを示唆していることに気づいた田中は、事件の鍵を握るであろう人物を探し始めます。

　やがて田中はかぐや姫と深い繋がりのあるファンクラブのオフィスに足を運びます。彼は探偵の資質を生かし、メールアドレスを辿りながら事件の真相に迫っていきます。ファンクラブのメンバーやスタッフの中には、かぐや姫を妬んでいたり、彼女に執着している人物がいることがわかります。

「かぐや姫と消えたメールアドレス」は、田中が東京の繁華街で起きた謎の失踪事件を解決するミステリー映画です。彼はメールアドレスやかぐや姫のファンクラブ関係者を通じて、真犯人を特定していきます。一方で、彼自身も犯人からの脅迫を受けながら、命を守りながら事件を解決していくことになります。最後に、田中は予想を超える展開と、真犯人の正体を明らかにし、かぐや姫の失踪の真相を明かすことになります。