À la suite du suicide incompréhensible de son cousin, Lino se rapproche de son grand-père et découvre ses extraordinaires cultures de fleurs. Fascinée, elle lui propose de tenir un blog pour présenter son travail. L'homme accepte mais à une condition : ne rien poster sur une certaine fleur jaune qu'elle a vue chez lui. Quelques jours plus tard, Lino rend visite à son aïeul et retrouve son corps sans vie.

S'apercevant que le pot contenant l'énigmatique fleur jaune a disparu, Lino décide de mettre en ligne une photo du cultivar. Rapidement, un certain Gamō Yōsuke, qui se prétend botaniste, la contacte, lui conseille de supprimer la photo du site et lui propose un rendez-vous. Chez lui, elle fait par hasard la connaissance de son jeune frère, Sōta, qui ne comprend pas pourquoi son aîné s'intéresse à cette fleur et se fait passer pour un botaniste alors qu'il travaille pour la police...

Basé sur une intrigue à la simplicité trompeuse, La Fleur de l'illusion est composé comme un véritable origami policier.