Mała Zosia bawi się w swoim kolorowym pokoju. Ma miękkiego misia, lalkę w żółtej sukience i dużo klocków. Nagle zauważa coś dziwnego. Jej ulubiona czerwona piłka zniknęła! Zosia zawsze odkłada piłkę na półkę przy oknie, ale teraz półka jest pusta.
Zosia klęka na dywanie. „Gdzie się podziała moja piłka? Może się schowała?” – mówi cicho do misia. Misiu patrzy na nią swoim pluszowym noskiem. Zosia uśmiecha się. „Musimy zrobić śledztwo!” – mówi. Zakłada swoją czapkę detektywa, czyli niebieską czapeczkę z daszkiem.
Zosia zaczyna rozglądać się po pokoju. Zagląda pod łóżko. Leżą tam tylko dwie skarpetki i mały samochodzik. „Tu piłki nie ma” – mówi Zosia. Sprawdza za szafą. Znajduje tam mięciutkiego króliczka, ale piłki nie ma.
Nagle słyszy ciche „miau”. To kotek Lulek siedzi na parapecie. Zosia podchodzi do niego. „Lulku, widziałeś moją piłkę?” – pyta. Lulek patrzy na Zosię i mruga oczkami. Zosia patrzy na Lulka. Obok kotka leży mały kawałek czerwonej nitki. „To wygląda jak kawałek mojej piłki!” – mówi Zosia i uśmiecha się szeroko.
Zosia przypomina sobie, jak rano bawiła się piłką i Lulek próbował ją łapać łapką. Może kotek zabrał piłkę? Ale gdzie ją schował? Zosia patrzy pod fotelem. Jest tam książka i samochodzik, ale piłki nie ma.
Zosia myśli dalej. „Piłka jest okrągła. Może się gdzieś potoczyła.” Zosia idzie do kuchni. Mama stoi przy stole i kroi jabłko. „Mamo, widziałaś moją czerwoną piłkę?” – pyta Zosia. Mama się uśmiecha. „Nie widziałam, ale możemy razem poszukać” – mówi spokojnym głosem.
Zosia i mama wracają do pokoju. Szukają razem. Mama zagląda pod kanapę. „Zobacz, coś tu jest!” – mówi. Zosia patrzy. To jej czerwona piłka! Piłka leży cichutko w rogu, obok kapci.
Zosia śmieje się i przytula piłkę. „Odnaleźliśmy ją!” – mówi radośnie. Kotek Lulek przychodzi i trąca piłkę łapką. Mama głaszcze Zosię po głowie. „Świetnie się spisałaś, mała detektywko” – mówi z dumą.
Zosia cieszy się, że razem rozwiązali zagadkę. Piłka jest znowu na półce. Mama, Zosia i Lulek są szczęśliwi. W pokoju znowu jest wesoło i spokojnie.
