小五郎帶蘭和柯南來到東京附近的度假山莊放松，在那里遇到了同樣來休閑的女大學生三人組。小五郎伴著美景喝了許多酒，正當他昏昏欲睡之時，河邊突然出現了異變。河水突然變紅，順水而下居然有一具尸體飄了過來，小五郎立刻清醒跳河救人，等打撈上來后大家驚覺這居然是剛才的女大學生之一的秋葉夕子。

為了和靈魂偵探堀田凱人進行對談，柯南跟著毛利小五郎來到了酒店，但到時發現堀田已被殺害，其隔壁房間的客人竟然是世良。柯南和世良在案發現場進行了一番調查，罪犯的手法與關鍵性的證據全被找了出來，就在柯南準備和往常一樣進行推理時卻發現自己的變聲器不見了，而這時竟有人很自然的用他遺失的變聲器開始模仿小五郎的聲音進行推理。

毛利小五郎受久須美工械廠社長的委托，調查工廠零部件被偷的案件，為了不引起職員的警惕，柯南和小蘭也一同隨行假裝參觀。在對職員們暗中調查后，行為怪異的谷崎成為毛利小五郎的懷疑對象，三人計劃在倉庫抓住罪犯的現行，不料卻發現谷崎死在了反鎖的房間里。正當案件一籌莫展時，谷崎生前研究的老鼠機器人引起了柯南的注意。

小五郎和柯南準備外出吃飯的時候正巧看到了交通事故，駕駛車輛的是菊池俊明，而被撞死的人是他的熟人堤先生，看到堤的尸體后菊池痛哭流涕，而警方在堤的外套里找到了一封遺書，據此將這起事故作為自殺案件處理。菊池的舉動和現場的細節引起了柯南的懷疑，他知道這并不是一起自殺案件。

通過與世良的接觸，柯南回憶起與世良初次相遇的情形。十年前，秀一從美國回到日本，與家人一起在海灘游玩，恰好偶遇了年幼的新一和小蘭。沉迷偵探游戲的新一引起了秀一的興趣，正當二人交談甚歡時，突然有一輛車從沿海公路上沖破護欄墜入深海。秀一馬上潛入海中實施救援，卻發現駕駛員已當場死亡。根據秀一的推斷，案發前車上應該還有死者的同伴，而死者的身份也是疑點重重……