藤枝干雄收到暗殺的威脅，為了阻止暗殺找來了小五郎，而委托的酬勞竟然是1千萬日元！但在事件解決之前小五郎居然用掉了五百萬日元，之后因為無力阻止暗殺，最終分居中的妻子妃英理代替他去了委托人那里。而同時到達那里的還有柯南的母親工藤有希子！而此時通過監視器眾人發現獨自在房間里的藤枝竟然倒地不起！沖過去之后發現藤枝干雄已經死亡。

在從伊豆回來的路上，因為小五郎的車子出了故障，柯南等人借住KURON健康器具公司的山莊。而此時，山莊里的3人正在新制品藥物社內研究的關鍵時刻。第三開發部部長平松正樹的制品馬上就要被采用了，然而社長梅谷四郎被刀刺傷，并平松也遭遇車禍身亡。看似事故的現場柯南卻有著不一樣的看法。

懷疑小蘭的高中英語教師朱蒂是黑衣組織的成員而拜訪公寓的服部平次與柯南，遇上朱蒂隔壁房間的主人高井墜樓摔死的案件。確信密室狀態的臥室從窗戶墜落的高井不是自殺而是他殺的兩人，在臥室調查中的平次接到和葉從大版打來的電話而明白犯罪手段的平次加上高井留下的證據。兩人向目暮警官建議在臥室重現案發。

和葉與小蘭在廚房找食物的時候，柯南和服部也出現在那里，并且兩人又在椅子下面發現了奇怪的名字，絞盡腦汁想要破解這些文字含義的柯南與服部兩人卻因為和葉無意中的一句話而茅塞頓開，雖然知道了兇手是誰，但卻找不到決定性的證據，于是二人設下圈套讓兇手自投羅網，一切都按計劃進行，兇手果然有所行動，可他卻不知道等待他的是兩名偵探！

此次幽靈恐慌的第二天，柯南他們下榻的民宅的主人—永倉先生被人襲擊了。永倉先生雖然沒有生命危險，但是犯人是誰卻不得而知。警察以重要參照人為理由帶走了從在進行地球遺產登陸委員會那里派來的缺德調查官川治，但柯南卻發覺這其中不自然的地方，最終少年偵探團的各位找到了真正的犯人并將找出了幽靈少女的真相。