從昏迷中醒來的陽菜趁父母爭吵之際悄悄溜出醫院，按照歹徒的指示去拿彩虹之子，而這一切都在柯南的預計范圍內，他讓服部暗中進行追蹤，期間，小蘭用她撿到的步美的徽章聯系上了少年偵探團并暗示她所在的地點，雖然歹徒發現了服部等人，但柯南還是找到了陽菜和歹徒要去的地方，見勢不妙想要逃跑的歹徒被得到救援的小蘭一招制服，然而，幕后的指使者卻另有其人。

柯南并沒有從步美找到的照片中發現重要的線索，便將破案的關鍵再次鎖定日記，仔細反復查看之后，柯南發現了其中的端倪，于是，他再次來到琴房確認自己的發現，沒想到步美等人放在門口的背包不翼而飛，而且大家還注意到了鋼琴旁邊凳子的變化，一切如柯南所料，他讓步美、元太和光彥等人高唱歡快的歌曲，果然將躲在黑暗中悄悄觀察他們的人揪了出來。

阿笠博士帶著少年偵探團到深山里挖竹筍的時候，車子突然出現故障，柯南等人被迫留在深山之中。為了避雨而來到這里別墅區的少年偵探團被一陣鋼琴聲所吸引，于是，大伙兒進入這棟別墅，雖然這里有人生活的痕跡卻沒有看到半個人影，而且留在現場的日記還寫著可怕的內容，之后大家決定找出日記中出現的被綁架男孩，這時，屋內突然停電，伴隨著少年偵探團的恐慌鋼琴聲再次響起。

這天作為地區體驗采訪的嘉賓，小蘭和柯南來到了岡山。在參觀美術館的時候遇到失去記憶的奇怪女人，而在經過檢查后發現身上還有扭打的痕跡。而趕來小五郎接受了調查她過去的委托。通過她畫的畫小蘭她們開始尋找她的記憶，而就在這時柯南發現她們被跟蹤了。在來到野崎家的大宅之時出現了認識她的人而她的名字是吉瀨萬由美，找回名字的萬由美卻突然逃走了！

為了讓扭傷腳的柯南療養腳傷，大伙兒一起來到城崎溫泉，然而，小蘭卻突然失蹤，柯南從光彥他們所拍的照片上看到小蘭和一個小女孩在一起，同時照片上還出現了一個行蹤可疑的男人。這時，柯南他們遇到了服部，他受人委托前來找一個叫陽菜的女孩，而她正是和小蘭在一起的那個孩子。據陽菜的父親周平所說，在陽菜失蹤的同時他美術館里的展品彩虹之子也不翼而飛。就在大家四處進行尋找時，陽菜和小蘭遇到了危險。