어린이 탐정단은 아가사 박사와 함께 고메라의 영화 촬영장을 방문한다.그 뒤 그자는 세트장에서 프로듀서를 살해한 뒤 도주한다.아이들은 그자가 남긴 발자국을 따라 옥상으로 갔지만 그곳에서는 아무도 없었는데...그런데 아이들이 소품을 구경하고 있을 때 마츠이라는 배우가 고메라의 인형 탈을 입은 자에게 공격당한다.
그런데 그 이후 히로시의 주변에서 알 수 없는 사고들이 벌어진다.어린이 탐정단은 첫 심부름 대회에 참가하는 아이들의 기록 담당을 맡는다.흔적을 쫓아간 그들은 폐건물에서 나오는 히로시를 발견한다.그리고 잠깐 놓친 사이에 히로시가 장난감만 남긴 채 사라져 버리는데...그중에서 히로시라는 아이를 맡게 되었는데, 뒤따라가던 도중에 히로시를 놓치고 만다.
갑작스럽게 전정이 된 가운데 누군가가 송곳으로 후지사와를 공격하는데 이를 눈치챈 코난과 핫토리 덕분에 그는 간신히 치명상을 피한다.코고로는 죽은 척하며 숨어 있었던 펜션 사장의 짓이라고 의심하지만 핫토리는 그 자리에 있었던 범인의 짓이라고 확신한다.한편 핫토리는 어린애답지 않게 제대로 된 추리를 펼치는 코난의 정체를 의심하는데...
셜록 홈즈 마니아 투어에 참가한 코난 일행은 한 펜션에 도착한다.그렇게 새벽까지 사장을 기다리던 코난 일행은 차와 함께 절벽 밑으로 떨어지는 그를 목격하는데...참가자들은 테스트를 통과하기 위해 열심히 문제를 풀었지만 아무리 기다려도 사장은 나타나지 않았다.펜션의 사장은 테스트를 통과한 사람만 주홍색 연구의 초판본이 걸린 퀴즈에 참가할 수 있다고 이야기한다.
이른 아침에 조깅을 하던 코난 일행은 큰 굉음과 비명을 듣고 골목길로 달려간다.그들은 그곳에서 떨어진 철골에 맞아 사망한 청소 회사의 직원을 발견한다.경찰의 조사 결과, 철골은 청소 회사 옆의 폐건물 옥상에서 떨어졌다고 한다.코난은 청소 회사의 사장을 의심하지만 그는 사건이 발생한 시각에 완벽한 알리바이가 있는데...
코난 일행은 여행을 갔다가 집으로 가는 열차로 갈아타기 위해 하나노마치역에서 내렸는데 그곳에 정차한 다른 열차에서 시신이 발견된다.코난은 어젯밤 그와 싸웠다는 다테를 의심하지만 그는 다른 열차를 타고 있었다는 완벽한 알리바이가 있는데...피해자는 심부전으로 사망한 것처럼 보였으나 그의 팔에 살해된 흔적이 있었다.
사와키 치과의 의사 요코는 예약이 다 차서 진료 시간 이후에 아유미의 젖니를 뽑아 주기로 한다.경찰은 최초 발견자였던 요코를 의심하는데 사망 추정 시각에 그녀와 같이 있었다는 아유미의 증언 덕분에 혐의를 벗는다.하지만 수상한 낌새를 느낀 코난은 범행 현장 주변을 조사하는데...그런데 그날 요코와 같은 아파트 주민이 살해된 채 발견된다.
아가사 박사에게 낡은 지도를 받은 어린이 탐정단은 보물을 찾기 위해 길을 나선다.그러다 숲에서 삽을 들고 있는 수상한 자들과 마주쳤는데 어째서인지 그들도 비슷하게 생긴 지도를 가지고 있었다.그 이후 수많은 난관을 헤치고 드디어 마지막 장소에 다다른 어린이 탐정단은 마지막 암호에서 벽에 부딪히는데...
그러자 란은 코난을 돌려보내기 위해 케이크를 사러 잠시 자리를 비운다.그런데 그사이에 카페의 화장실에서 한 여성이 칼에 찔려 살해된 채 발견된다.경찰은 외부인의 범행이라 의심하지만, 코난은 살해 현장을 살펴보고 내부인의 범행이라 확신하는데...신이치와 데이트를 한다며 외출하는 란을 수상하게 여긴 코난은 그녀를 따라 카페에 간다.
코난은 생방송을 진행하던 사회자를 의심하지만 그에게는 스튜디오에서 범행 현장까지 왕복할 시간이 없었다.코고로는 한 생방송에 출연하는데, 생방송이 진행되던 시각에 방송국에서 살인 사건이 발생한다.코난은 미로 같은 방송국을 돌아다니며 범행이 가능한 경로를 조사하는데...방송국의 프로듀서가 회의실에서 총을 맞아 사망한 채 발견된 것이다.
경찰은 불륜 상대를 의심하지만, 타츠미 변호사가 수상했던 코난은 그의 사무실이 있는 호텔을 조사하는데...코고로는 5성 호텔에 사무실을 둔 유명 변호사 타츠미에게 아내의 불륜 조사 의뢰를 받고 그의 사무실을 방문한다.그 뒤 코고로 일행은 그 호텔에서 식사를 하고 귀가했는데 그 사이에 타츠미의 아내가 자택에서 누군가에게 살해된 채 발견된다.
그런데 다음 날 메구레 경부에게 그가 심장 발작으로 죽었다는 연락을 받고 그의 집으로 향한다.이를 이상하게 여긴 코난은 증거를 찾고자 용의자의 집을 방문하는데...코난은 우연히 길에서 오오키다 사장의 심장약을 주워 주고 감사 인사를 받는다.오오키다 사장은 자동으로 쾌적한 온도를 유지하는 최첨단 집에 살고 있었는데어째서인지 그의 시신은 땀으로 젖어 있었다.
그들은 그곳에서 사망한 타케시를 발견하는데 함께 있었던 친구의 말을 따르면 사카구치 씨의 반려견 존이 갑자기 그를 공격했다고 한다.코난과 코고로는 사카구치가 전화로 존에게 공격 명령을 내렸을 거라고 의심하지만 증거를 찾지 못하는데...코난 일행은 사카구치 변호사의 집을 지나가다가 비명을 듣고 황급히 그쪽으로 달려간다.
나오코가 아직 살아 있다고 믿은 부친은 코고로에게 딸을 찾아 달라고 의뢰한다.란과 같은 반 친구 나오코가 누군가에게 납치된다.납치범은 몸값을 받기 위해 그녀를 거래 현장에 데리고 나왔다가 경찰의 존재를 눈치채고 차를 몰고 도주한다.한편 코난은 현장 근처를 조사하다가 수상한 보트를 발견하는데...납치범은 도주 중에 브레이크도 밟지 않은 채 강으로 돌진했는데 강에서 끌어올린 차에서는 범인과 나오코의 시신이 발견되지 않는다.
코난 일행이 육교를 올라가고 있을 때 한 여성이 정신을 잃으며 그들 위로 쓰러진다.그들은 급히 그 여성을 병원으로 데려갔는데 그녀는 기억을 잃어 자신의 이름만 아는 상태였다.다행히도 코난이 중요한 단서를 알아차린 덕분에 그들은 그녀가 잡은 호텔을 알아낸다.그런데 그 호텔 앞에서 정체불명의 남자가 그들을 향해 차를 몰고 돌진하는데...코고로는 그녀의 기억을 되찾아 주려 하지만, 신원을 파악할 수 있는 소지품이 없어서 어려움을 겪는다.
그런데 저택을 돌아다니던 도중 화장실에 다녀오겠다던 미츠히코가 비명과 함께 사라진다.어린이 탐정단은 악령이 나온다는 소문이 있는 유령 저택을 탐험하러 간다.게다가 코난이 미츠히코를 찾으러 간 사이 겐타마저 모습을 감추고 말았다.그렇게 홀로 남겨진 아유미를 향해 누군가가 다가오는데...
코난은 진상을 밝히기 위해 사장실이 있는 15층을 살펴보다가 수상한 흔적을 발견하는데...그런데 그 건물의 8층에서 연락이 되지 않던 아시야의 비서가 칼에 질려 살해된 채 발견된다.유명 디자이너 아시야 에이코에게 모델 제안을 받은 란은 그녀의 회사를 방문한다.현장을 본 코난은 뭔가 위화감을 느끼지만, 코고로는 빌딩 털이범의 소행이라 생각한다.
그런데 신부 대기실에서 따뜻한 레몬티를 마시던 사유리가 갑자기 피를 토하며 쓰러진다.란 일행은 중학교 때 담임 선생님이었던 사유리의 결혼식에 참가한다.그들은 신부 대기실에서 비디오 촬영을 하며 사유리의 지인들을 함께 만난다.경찰의 조사 결과 누군가가 레몬티에 독을 탔다고 하는데...
어린이 탐정단은 백화점에 갔다가 돌아가는 길에 야이바의 사인을 두고 왔다는 사실을 알아차린다.다시 돌아가서 사인을 찾긴 했지만, 보안 시스템이 작동하는 바람에 백화점에 갇히고 만다.문을 열어 달라고 하기 위해 경비실로 간 아이들은 그곳을 장악한 강도단을 목격한다.강도단의 눈을 피해 숨었던 아이들은 결국 그들에게 들키고 마는데...
고양이가 나온 욕실을 들여다보니 그곳에는 한 남자가 피투성이가 된 채 쓰러져 있었다.거짓말쟁이로 몰린 어린이 탐정단은 진실을 밝히기 위해 다시 그 집을 찾아가는데...바로 경찰에 신고해 그 집을 조사했는데, 욕실에 있었던 시체가 감쪽같이 사라져 버렸다.집을 나간 고양이를 찾아 달라는 의뢰를 받은 어린이 탐정단은 한 집에서 피투성이가 되어 나오는 고양이를 발견한다.