La porte de la chambre fermée à clef « de l'intérieur », les volets de l'unique fenêtre fermés, eux aussi, « de l'intérieur », pas de cheminée...
Qui a tenté de tuer Mlle Stangerson et, surtout, par où l'assassin a-t-il pu quitter la chambre jaune ?
C'est le jeune reporter Rouletabille, limier surdoué et raisonnant par « le bon bout de la raison, ce bon bout que l'on reconnait à ce que rien ne peut le faire craquer », qui va trouver la solution de cet affolant problème, au terme d'une enquête fertile en aventures et en rebondissements.
Tenant en haleine le lecteur de la première à la dernière page, "Le Mystère de la chambre jaune" est devenu un classique du roman criminel.
Stangerson et sa fille Mathilde habitent le château du Glandier où ils poursuivent leurs recherches scientifiques. La presse annonce la tentative de meurtre sur Mathilde qui dormait dans la "Chambre Jaune". Alerté par ses cris, son père n'a pas vu d'assassin dans la pièce qui ne comporte qu'une porte et une seule fenêtre grillagée.
Le jeune Rouletabille, reporter à l'Époque, se rend au Glandier avec Sainclair, son ami avocat. Ils y retrouvent M. de Marquet, le juge d'instruction obtus, Darzac, le fiancé de Mathilde à la conduite équivoque, le grand Fred Larsan, un policier renommé, et un mystérieux "homme vert..."
L'action se situe dans le Paris de la fin du XIXe siècle, après la Commune, dans un contexte politique trouble, hésitant entre les fantômes de la première révolution, la montée du collectivisme et un modèle républicain clientéliste et conservateur. Chéri-Bibi, ancien bagnard condamné à tort, entreprend un coup d'état destiné à assainir la République et ses institutions. Il utilise pour cela un personnage - le commandant Jacques, militaire idéaliste qui s'est illustré dans une guerre récente, et dont on apprendra, au fil de multiples rebondissements qu'il est son fils. Gaston Leroux met en scène toute une galerie de personnages haut en couleurs - la belle Sonia, les traîtres, les notables de la république, les citoyens ordinaires entraînés malgré eux, dans un contexte détonnant où tout peut arriver - et arrive.
À la fois roman d'aventures et politique, nous sommes entraînés dans un tourbillon d'évènements, une déclinaison de traîtrises, d'actions héroïques, d'histoires d'amour et d'idéaux. Une description saisissante du Paris de la fin du XIXe siècle, et des couches de la population qui s'y croisent.