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？

兇手看似打破窗戶逃了出去，但柯南和服部發現兇手就在屋內，并且否定了兇手是老板的猜測，而剛才的停電也是人為的。期間，服部一直很在意柯南的種種反應，對柯南產生了懷疑。事件漸漸明晰，服部和柯南知曉了兇手是誰以及他殺死老板和綾子的手法。為了保護自己是工藤的秘密，柯南將服部麻醉說出真相，可讓他沒想到的是，就是這個舉動讓服部肯定了柯南就是工藤。

打棒球時，元太不小心傷到一名流浪畫家，送到醫院檢查才知道他失去了記憶，后來畫家悄悄離開。幾日后，畫家的尸體被發現，為調查真相，少年偵探團出動，他們按照畫家的素描找到了一戶叫早瀨的家中，主人熱情招待這群孩子，柯南留意到這位夫人丈夫的遺像和死者很相像，進一步調查后，他將銀杏、窗戶、燒焦的痕跡、帶眼鏡的被害者、墻壁上的畫串聯起來，沒錯！兇手就是她。

某天小五郎偶遇了大木田社長并把自己的名片給了他。之后的晚上大木田突發心臟病身亡，而小五郎和小蘭，柯南為了配合調查也來到大木田的家里。在調查了現場之后柯南發現了大木田大量出汗的事實，而從現場外面的花和點心處發現了大木田死亡的真正的原因。之后柯南得知了社長和司機之間的矛盾后推理的方向也越加明確最終柯南以新一的身份告訴了暮目警官犯人的真實身份并抓獲了犯人。

阿笠博士送給柯南一幅追蹤犯人眼鏡，柯南本想把發信器粘在小蘭身上，卻陰錯陽差的粘在了來偵探事務所找爸爸的雅美手表上，根據女孩提供的信息柯南在賽馬場找到了女孩的爸爸健三，事情本應就此結束，可第二天傳來的卻是健三的死訊，擔心雅美有危險，柯南利用追蹤器找到了一個高大的男人并非雅美，從柯南另一個參與此事的偵探口中得知此事并非尋人那么簡單，深入調查過程中，又出現了一樁命案。