小蘭從昏迷中醒來時發現自己在一個小木屋里，并且身上的傷也被人包扎好了，這時，小五郎他們也找到了這里，服部在隔壁的房間發現了很多新線索，他把案件從新理順后，將所有人都叫到了村長家，并指認這個用刀刺傷河內深里的人就是他身旁的工藤新一，沒想到被揭穿后，新一竟然嚎啕大哭并主動承認自己的罪行，就在這時，死羅神出現。

柯南和灰原把撿到的貓還給飼主石上時，對面的高利貸事務所發生了命案，死者正是事務所的老板，他的后腦勺因遭到招財貓的重擊而死，柯南發現吸塵器的集塵袋被人拿走，并且還在沙發下找到了招財貓的爪子，警方將出現在現場的村井千佳小姐帶來，一番詢問，村井承認了自己的罪行，就在警察準備帶走犯人時，柯南將小五郎麻醉道出了這件命案的真兇！

柯南他們很快就找到了被害者們常去的麻將館，并從老板那里得知，曾有一個叫鬼保獨郎的人與平棟堂次發生過沖突，抓到嫌疑犯后，高木警官便前去找曾聽到兇手聲音的鍋井永貴做指認，沒想剛進門就被人打昏。另一邊，柯南因為步美一句玩笑話，突然想通了Z的含義并說兇案早在十五年前就結束了，此次兇案的發生不過是模仿犯所為而兇手就在被害者的家屬之中。

對三天后即將失效的殺人案兇手不斷發出挑釁言論的犯罪心理學家平棟堂次，在自己家中遭到殺害，兇手在他的背上刻下了Z字型傷痕。為找尋更多的線索，柯南等人跟著高木警官來到了二十年前的受害人家中詢問相關案情，雖然只得到了零星線索，但柯南卻將它們串聯起來并發現了共同點，那就是這四名被害者或許是一起打麻將的牌友，于是，高木和柯南等人決定順藤摸瓜，逐一調查他們可能去過的麻將館。

佐藤警官在分別對三個嫌疑人秘書穴吹晴榮、撰稿人出島覺治和攝影師垂水進行偵訊之后，并未發現有何異樣，就在柯南絞盡腦汁破解密室手法之時，高木警官一句無意的話提醒了他，可是因為佐藤警官在場柯南不便麻醉小五郎，他只能暗中提示，所幸大家在他有意識的引導下，解開了真相。雖然案件解決，但佐藤警官的戒指之謎還有待高木破解。