Andreas Nilsson on yhdeksänvuotias gotlantilaispoika, jolla on vilkas mielikuvitus ja ylisuojeleva äiti. Eräänä iltana Andreas livahtaa kylän hautausmaalle, sitoo löytämänsä vanhan pääkallon pyöränsä tarakalle - eikä saavu takaisin kotiin.
Andreaksen äiti Charlotta on varma, että pojalle on tapahtunut jotain kamalaa, ja myös poliisi huolestuu Andreaksen katoamisesta. Tutkintaa ryhtyy vetämään rikostarkastaja Maria Wern, joka on palannut kesäksi Gotlantiin toipuakseen avioerostaan.
Pienen pääkallovarkaan jäljet johtavat Herrvikin kalatehtaalle ja sieltä läheiseen luolastoon. Pian Andreaksen äiti Charlotta joutuu tutkimusten valokeilaan. Miksi Andreasta vietiin tämän tästä lääkäriin outojen mustelmien ja kuumeen takia? Kenelle Charlotte kaipaa huomiota: kadonneelle pojalle vai itselleen? Entä mitä tekemistä Maria Wernin luolastosta löytämällä vanhalla kaiverruksella on kadonneen pojan tapauksen kanssa?
Jännitysjuonen lisäksi Jansson rakentaa romaaniinsa kiinnostavan kysymyksenasettelun lasten ja vanhempien oikeuksista. Pääkallovaras oli ehdokas vuoden pohjoismaisen dekkaripalkinnon eli lasiavaimen saajaksi 2007.
