柯南、小蘭和園子一起去醫院看望國中同學的時候，遇到了拿著照片四處詢問的本堂英祐，照片上的人正是水無憐奈，但英祐卻堅持認為水無憐奈和姐姐是兩個人，于是，小蘭打電話給水無憐奈的超級粉絲庵野進行確認，沒想到對方竟然說她打錯了，隨后一行人來到庵野家，他的母親正準備出門取錢，柯南察覺到事有蹊蹺，斷定讓她打錢的那個人根本就是詐欺犯，在大家的幫助下，詐欺犯被送往了警局，而尋找水無憐奈也進入了正題。

服部打電話告訴柯南雖然沒有查到水無憐奈的過去，但是找到了關于神秘轉學生本堂英祐的事情，于是，柯南根據服部所提供的情報和阿笠博士、灰原來到了據說有英祐父親照片的模型店店長的家中，可是，店長卻發現柯南要找的照片突然不見了，并且根據房中所留下的痕跡來看，柯南斷言一定有人曾入侵過這個房間。

赤井秀一按照約定來到會面地點，水無憐奈也早已等候在那里，她拔槍直接射穿秀一的肺部，之后又按照今恩的指示朝他的頭開槍，這時，巡邏警車趕來，水無憐奈在留下一枚炸彈后匆忙離開。當FBI得知消息后，爆炸的車內只剩下一具燒焦的尸體，在不暴露秀一身份的情況下，茱蒂確認了那具尸體確實是赤井秀一，雖然損失巨大，卻保住了水無憐奈。

警察分別對嫌疑人詠子、菊代和瀨川進行了偵訊，可是每個人都有不在場的證明，這時，英祐突然發現自己與母親的合照不見了，于是柯南，小蘭陪他一起去泳池那邊尋找，看著鍛吾的死亡地點，柯南腦中重現當時的情景，他將所有的線索連成一線，真相浮出水面，隨后，他用老方法讓小五郎沉睡，并指揮高木重現兇手所使用的手法，沒錯能這么做的只有那個人！

柯南和小蘭來到妃英理的事務所，期間，女子柔道冠軍有沢悠子前來拜訪，為了商量讓她丈夫困擾的跟蹤狂事件，一行人準備前往有沢家調查，不想出發前，她的丈夫說自己正在參加朋友的守靈可能會晚點回去，于是大家決定吃完晚飯再去會面，沒想到當柯南他們如約到達時，有沢的丈夫已經陳尸家中，柯南和妃英理都察覺到有沢悠子很可疑，可是她卻有不在場證明。