这故事发生在徽宗宣和三年。黄老汉听说无头案悬赏千贯寻找人头，正愁带着两个儿子穷困潦倒无以为继，就跟两个儿子说：“你们两个赶紧割了我的头去领赏钱，以后哥俩也好成家立业。”
海宁郡武林门外有一户人家姓沈，家中富足，沈公娶妻严氏，后来生了个儿子，取名沈秀，老两口对这儿子百般宠爱，视若掌上明珠。沈秀到了十八岁，什么也不会做，整日提笼架鸟，溜达找人比试。沈秀得了一画眉，这鸟不但羽毛鲜亮，顾盼有神，掐起架来更是不含糊，十有九赢，沈秀因此发了一笔小财，手头宽绰，对这鸟更是爱惜如命，恨不得睡觉也搂在被窝里。
这一日，沈秀收拾齐整提了鸟笼去柳林中比赛，谁知到的迟了，那些斗鸟的早已散去。沈秀看看四下一个人没有，把鸟笼挂在柳枝上，看它啼叫了一会儿，百无聊赖，就要回去，不想忽然老毛病发作，肚子疼的昏死过去，原来这沈秀从小有个小肠疝气的毛病，发作起来特别厉害。今天看看没赶上赛鸟，心情郁闷，一时发作起来，昏死了一个多时辰。
正好有个箍桶匠张老汉路过，远远看见有个人倒在树边，就赶紧走进来查看。看那沈秀脸色蜡黄，昏迷不醒，身边也没有财物，只有一个画眉鸟笼挂在树上。那笼子描了金漆，黄铜钩子，里面是哥窑的水食瓷罐，再看那鸟，更是漂亮，叫的又响亮。张老汉寻思这套玩意儿也能值得二三两银子。就伸手去摘笼子，那鸟儿见了人，分外叫的欢。沈秀被鸟叫惊醒，正好看见张老汉摘了鸟笼要走，勉强挣扎怒叫道：“老忘八，放下我的鸟笼子！”张老汉吓了一跳，看见沈秀挣扎不起，心想要是被他赶来，反而吃亏，干脆一不做二不休，趁你病要你命罢了。
歹念一生，张老汉从木桶里拿出一把削捅的刀来，这刀锋利异常，老汉又使足了劲，一刀下去，沈秀的脑袋滚在了一边。看看四下无人，抬头看见一株空心柳树，老汉赶紧拿起沈秀脑袋，丢在树窟窿里去，顾不得尸身，一溜烟儿跑了。
张老汉想起武林门外有个玩鸟的，就直奔而去，想把画眉鸟赶紧出手。到了武林门，正好有三位客人从外边进来，这三人是东京汴梁人氏，其中有个叫李吉的，平时也好玩鸟儿。看见张老汉担子上有个画眉，品相俱佳，就问他是否要卖。老汉巴不得脱手，经过一番讨价还价，最后李吉花了一两二钱银子买了画眉，皆大欢喜而去。
天大亮之后，柳林中有两个挑粪的经过，看见无头尸身赶紧报了案。沈秀父母到了晚上不见儿子回来，又听见街上传得沸沸扬扬的柳林无头尸首案，心惊肉跳，沈公赶紧进城去看，一见尸身认得正是自己孩儿，当场哭倒在地。回去告诉了妻子严氏，两口子大哭，严氏哭的昏死过去。府衙见有人认了尸体，立案侦查，寻访缉捕凶手，但是这尸身无头，案子也无头，一时毫无头绪。沈公老两口商量儿子不能生还，得个全尸也好，不如写个帖子，四处张贴，说不定能寻到头颅。于是沈公找人写了帖子，寻还头颅的，悬赏一千贯，捉到凶手的，赏银两千贯。府衙缉捕凶手未果，案子没有头绪，也贴出了悬赏告示，有寻得头颅者赏银五百贯，捉到凶手者，赏银一千贯。两个告示一出，满城轰动，议论纷纷。
话说城里南高峰下有个赤贫老儿姓黄，独自一人带着两个儿子艰难度日，家徒四壁，两个儿子大宝小宝恓惶难熬。这天老黄回到家叫过来两个儿子道：“我听说沈财主家儿子被杀了，找不到头颅，本家出了一千贯赏银，官家也出了五百赏银。我如今也老了，干不动活，再无用处，眼花耳聋，生病也没钱治，不如你们俩把我头割了，埋在西湖旁边，过的几天，等认不出来时，挖出来去见官，得了赏银一千五百两，你们哥俩也好度日，说不定能成家立业也未可知。此计大妙，不可延误让别人先做了。”
两个儿子听了，到门外商量，都觉得这计策妙得很，反正是老爹自己要如此，没人逼他，神不知鬼不觉，一千五百两银子到手，哥俩白白受用。商议已定，哥俩去赊了酒食，晚上父子三人喝的酩酊大醉。到了夜里三更，大宝喊小宝起来，俩人就把事做了。趁着夜色把黄老汉的头颅埋在了西湖水边。
过了半月，哥俩到沈家报信说：“我们哥俩去捉鱼虾，在西湖边看见有个人头，想必是你家儿子的。”沈公听说道：“如果是，就赏你们一千贯，快带我去看。”到了湖边，果然看见浅土盖着一个头颅，被水跑的肿胀难认，沈公寻思这就是了。沈公用手帕包了，和大宝小宝一起到了府衙报告说儿子头颅找到。知府仔细审问了大宝小宝，两人答道：“捉鱼虾路过因此看见，别的都不知晓。”知府信以为真，赏了五百贯钱。二人又跟着沈公回去，把头颅凑在沈秀尸身上准备下葬。沈公给哥俩安排了酒食，又赏了他们一千贯。
哥俩高高兴兴回去，暗赞老子真是高明。两人拿钱购置了房屋田产，快活度日不提。
转眼过了数月，官府捉拿不到真凶，慢慢也自松懈了。
沈公一直在东京有生意往来，这一天到东京做生意，偶然经过御用禽鸟坊，看见一只画眉叫的欢快，又想起了儿子，不觉多看了一眼，这一看不要紧，发现那只画眉正是儿子的那只。那画眉认得沈公，更是冲着他叫个不停。沈公忍不住哭叫起来，知道定是杀害儿子的凶手把鸟卖了。校尉问了情况，沈公诉说了儿子被害经过，校尉只得带他面见大理寺官。大理寺官经过查访知道这鸟是京城的李吉进贡的，却不知道还有这一段隐情，吩咐火速捉拿李吉到案。李吉原原本本讲了买鸟的经过，是从一个箍桶匠那里买的。推官审问道：“箍桶匠姓甚名谁？”李吉说是路上碰见，并不知道姓名。推官大怒让拷打李吉，直打的皮开肉绽，最后李吉遭不住，只得承认见那画眉生的好，一时动了歹念，杀了沈秀。招认完毕，李吉下在死牢监候。大理寺官具本奏上朝廷，朝廷批复依律处斩。将画眉还给沈公，放还原籍，李吉随后押赴市曹问斩。
当时和李吉一起去海宁郡做生意的还有两个人，都见他是跟一个箍桶匠买的鸟，两人知道李吉冤死，想要为他申冤，却又不认识箍桶匠，怕惹祸上身，只好作罢。俩人商量如果再去海宁郡，一定要寻访真凶，为李吉鸣冤。
时日不久，这两位客人果然又有生意到杭州来，俩人一个姓贺，一个姓朱，做的是生药材生意。这一天两人货物分发完毕，一起进城去找那个箍桶匠，找了一天，毫无消息，俩人闷闷不乐，回去店里歇了。
第二天，俩人又去城里寻访，正好碰见一位箍桶匠，俩人叫住道：“请问大哥，你们这里有一位这般模样的箍桶老儿，不知道姓名，大哥可认得？”那人道：“箍桶匠里只有两个老儿，一位姓李，住在石榴园巷内；一位姓张，住在西城脚下。却不知你们说的是哪一位？”俩人道了谢，直奔石榴园，到了一问，看见姓李的箍桶匠正在破竹篾，不是他们要找的人。俩人又到了西城脚下，打听到门口，问道：“张公在吗？”张婆出来答道：“不在，出去做活去了。”二人也不多说，打道回府，没想到回去的路上远远见一人挑着担子过来，正是箍桶匠张老汉。张老汉不认识两位客人，俩位却认得他。两人拦住问道：“敢问可是西城脚下的张公？”张公答道：“俺便是，客官有何吩咐？”二人道：“我们店里有不少活儿要做，想找个老成的箍桶匠，因此问你。”张公听了大喜，约定第二天在家专等两人。
二人作别了箍桶匠，直接去了官府。两人跪在堂前，把沈公认出画眉，李吉被误杀，如何当初亲见李吉买画眉的事儿和盘托出。知府知道李吉被斩，沈秀一案已结，但听两人说的真切，随即让人去捉了张公，下了大牢，等明日审问。
次日过堂，知府喝问张公道：“你怎么杀的沈秀？反害李吉偿命，如今已经败露，快快从事招来！”张公死不承认，知府喝令行杖伺候，打了三十大板，张公咬定牙关，就是不招。两位客人道：“李吉死了，我们俩誓要为他申冤，当日买你鸟，花了一两二钱银子，我们俩人都在场，如果不是你杀人，你说这鸟是从何处得来？”张公还想抵赖，知府大喝道：“画眉是赃物，这两人是见证，人证物证俱在，不招只管拿夹棍夹起来！”张公看看逃不过去，只得招认是自己盗取画眉，杀死了沈秀。知府问人头丢在何处？张公道：“小人当时心慌，看见一株空心柳树，就把人头抛了进去。”
知府差人带着张公及沈秀家人沈公去柳树林寻人头，轰动乡里无数人跟着看热闹。到了柳树林，果然见有一株空心柳树，锯开之后，众人大叫一声，里面滚出来的一颗人头。沈公认得正是儿子的，放声大哭。
回到府衙，知府又问沈公，当初大宝小宝找到的人头却是谁的？沈公答道：“小的不知，当时模糊难认，错认是儿子的了。”知府差人立即捉拿大宝小宝归案。知府问道：“沈秀人头已经归案，当初你们从哪里弄来的人头？从实招来！”两人被打了几十大板，谁也不肯说。知府大怒，喝令严刑伺候，两人仍不招供，最后拿烧红的烙铁伺候，俩人被烫的死去活来，这才招认实情。听闻是两个儿子杀了父亲，知府又怒又惊，派衙役带二人去挖出来黄老汉尸首，果然是一具无头尸身。知府怒喝道：“居然有这等逆天恶事，口不欲说，耳不欲闻，笔不欲书，把两个畜生打杀倒也干净！”喝令手下不用计数先打，直打的两人昏死过去数次才罢，下入死牢。随即将李吉屈死事由一起具表申奏。
圣旨下来，李吉追恤一千贯给家属，原大理寺官断案不明贬为庶人，发配岭南安置。箍桶匠张公、黄大宝黄小宝依律处斩，加罪凌迟处死，枭首示众。
此案本来简单，却因为黄家冒人头领赏弄得扑朔迷离，更加曲折，不但大逆不道，更是骇人听闻。大理寺官断案不明，屈死李吉，幸亏李吉生意伙伴不屈不挠，一心给他伸冤，最后终于恶人伏法，大快人心。
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