小五郎和他的大學同學在弁慶溫泉旅館舉辦柔道社同學會，參見的人都是小五郎的死黨，大家一時興起決定在煙火大會開始前打桌球消磨時間，只有由美一人回房休息，煙火大會開始前朋友們考慮到由美的脾氣，便沒去打攪她休息，結束后，大家一起去由美的房間，發現的卻是由美舉槍自盡的尸體，經過檢查發現由美死于下午三點左右，也就是大家一起打桌球的時候。

小蘭、園子和柯南三人滑雪時，意外的碰到小蘭的小學老師米原等人，并在他們的邀請下住進了滑雪別墅里，當晚，園子和米原被人襲擊，之后還發現了遲到的杉山被人勒死的尸體，他們三個人手上分別寫著「美」「奈」「子」三個字，看到這些字下田回到自己房間躲起來，柯南和阿笠博士聯系后得知三年前杯戶小學發生過自殺案件，當時自殺的學生就叫望月美奈子。

小五郎的師傅塩田，在劇院找到了處理威脅事件的小五郎，而此時，他們正趕上女主角祥子和男主角宇田彩排一出殉情的戲碼，可祥子卻在演戲中被真正的毒殺，當所有的嫌疑都指向和水杯有關系的館岡和中山時，塩田卻搖頭否認，期間小五郎意外受傷而離開。思考陷入瓶頸的柯南，從塩田突然談起的芥川龍之介的《蜘蛛絲》得到啟示，找出了兇手。

暮目警官趕來寺院展開調查，就在大家一籌莫展準備離開時，獨自調查的柯南從被強大力量打破的墻壁、切口變形的走廊木板、被丟在樹林里的角窗碎片和膠帶中洞察到了兇手的犯案手法，以及兇手就在四個修行僧當中，他用阿笠博士給他的紐扣擴音器道出真相，而兩年前以同樣手法殺死修行僧忠念的居然另有其人。

阿笠博士帶少年偵探團來到野外，并交給他們一張地圖讓他們去尋找寶藏，路上困難重重，但大家不畏艱險互相扶持，終于接近終點，柯南解開天之水與天之石的暗語，順利找到了藏有寶物的底下通道，這里有兩大袋珠寶，然而在途中碰到過的兩個行跡可疑的男人突然出現，柯南采用智斗將他們打到后，又發現了一個大木箱，這才是阿笠博士想讓他們找到的寶藏。