委托人為表示感謝，招待小五郎三人溫泉旅行，他們在搭乘湯之山縣的列車上，遇到了兩名爭吵的醫生佐藤、伊達，期間伊達曾生氣離開。換乘休息的途中，警察在與湯之山線列車路線基本相同的花之街線列車上發現尸體，柯南洞察到伊達神情怪異有犯罪嫌疑，可他是怎么樣在兩趟不一樣的列車上游走殺人的？

柯南隨小五郎參加「名偵探小五郎推理公館」電玩游戲的發布會時，碰到了游戲制作公司滿天堂的三名員工中島、上田和竹下，三人慌亂的存放行李后，趕往會場，期間，柯南偶然聽到一高大黑衣男子的通話，并從中得知此人和黑衣組織有關，可還沒能得到更多的信息，黑衣人就被炸死，一番推理后，柯南發現這是意料之外的殺人事件，柯南能否得到更多的關于黑衣組織的線索？

小五郎三人陰錯陽差的搭上了簱本家的豪華游輪，并遇到新婚夫婦夏江和小武，這時，簱本當家豪藏找孫女婿小武談話，他識破了小武是自己害死的對頭財誠勇夫的兒子。當大家都在餐廳用餐時，突然傳來管家鈴木的慘叫，豪藏遇害，大家把矛頭指向小武并將他關進倉庫，可是到了晚上，柯南又在夾板上發現了長孫女秋江丈夫的尸體，被禁足的小武也不見了蹤影。

小五郎作為顧問加入了洋子拍戲的劇組，拍攝結束后，小蘭找男主角那智簽名時卻看到了他被攝影師安西威脅場景。晚上大家其樂融融的回旅館聚餐，期間妙子曾回家取東西，她的未婚夫島崎外出賣煙，回到旅館后的妙子看到外出的安西神情充滿恐懼。小蘭和洋子外出買東西的路上，發現了死在神社的安西，柯南再次展現推理頭腦，找出真兇。

柯南和伙伴們去美術館時撿到了一張畫有奇怪符號的紙，大家自行成立少年偵探團去調查這些暗號，按照符號的指示先到達東京塔，在周圍展開偵查卻一無所獲，休息的時候步美的新發現為柯南找到破解暗號的出口，大家一路尋找從東京鐵塔到南部水族館的標記，然而，事情并非那樣順利，柯南能破解暗號嗎？暗中跟蹤少年偵探團的黑衣人又是誰？