Aomamé est une jeune femme, de 29 ans, qui, pour le compte d'une vieille femme, tue de sang-froid, des hommes abusant de leurs femmes. Solitaire, sans attache, elle rencontre Ayamé, avec qui elle forme un duo, pour séduire des hommes dans des cafés et profiter, le temps d'une nuit, des plaisirs de la chair. Cette existence pauvre et sans horizon désole Aomamé dont l'objectif ultime serait de retrouver Tengo qu'elle n'a pas revu depuis qu'elle a 10 ans, jour où elle lui a serré, quelques secondes seulement, la main gauche.

De son côté, Tengo est un brillant professeur de mathématiques, tentant de devenir écrivain. Jamais publié encore, son éditeur potentiel lui propose de récrire le roman d'une jeune fille de dix-sept ans, qui a un talent certain pour imaginer une histoire fantastique, mais est incapable de la mener à bien. La Chrysalide de l'air est un succès commercial. Pourtant, l'existence de Tengo est menacée : son amie disparaît, un homme étrange le harcèle... Surtout, son destin retrouve celui d'Aomamé, elle aussi mêlée aux personnages de ce roman.