園子的網球教練后藤貴雄即將參加比賽，為了給他加油打氣，園子和小蘭來到了北輕井沢，柯南去廁所的時候，發現后藤與兩名女生糾纏不清。沒想到他在和園子進行男女混合雙打時突然昏倒在球場上，警方介入調查并初步斷定后藤被人下了毒，由于鑒識人員在園子手套上檢測出毒物反應，所以山村警官認定園子就是兇手，為幫園子洗清冤屈，柯南又會有何行動？

來到倫敦的柯南不小心以新一的身份向小蘭暴露在倫敦的事實，而此時柯南喝下了回國用的解毒劑暫時以新一的身份出現！在繼續調查的過程中小蘭從以前新一說過的話中得到啟發發現了人偶的秘密。而之后通過與新一電話中發現了更多的線索。這時小蘭和小五郎碰到了米奈芭小姐，在米奈芭和弟弟阿波羅的協助下小蘭留在教堂的紙片，而上面寫著的就是接下來的線索。

為了出席宴會，小五郎來到一家理發店刮胡子，這里除了店長還有一名正在敷臉的客人，就在小五郎享受敷臉的時候，店內突然發生巨響，他和那位客人拿掉毛巾后，發現店長已經橫尸躺在了地上，在尸體的旁邊有一個假發和飛鏢，根據這些警方將嫌疑犯鎖定在飛鏢愛好會中的三名成員，而且三個人都有犯罪的動機，這時，步美提供了重要的證詞，柯南也發現了事情的真相，沒錯，兇手就是他！

就在光彥撥通報警電話之時，檢查的工人以小哀作為威脅，沒有辦法下光彥掛斷了求救電話。犯人們商議著要放棄贖金處理掉一切，少年偵探團的各位陷入了危機，就在這時步美注意到柯南發出的信號，按照指示給依次給步美，柯南，元太和阿笠博士的手機打電話來分散犯人的注意力，但因為聲音太大反而引發了犯人的注意。而此時犯人也發現了孩子們的計謀開始尋找光彥他們，柯南利用麻醉槍也終于制符了犯人們。

小五郎受邀來到Nijimura品牌店，卻正好目擊社長仁地村被人綁架的畫面。社長的妻子兼副社長沙希，按照綁架犯的要求帶著一億贖金搭電車解救人質，就在電車開往中戶呂鐵橋的時候，沙希按照指示將包包從窗戶丟到河里，而此刻正趕上泄洪，包包隨著增加的河水被沖走，待警方在五公里外的河岸發現時，贖金已經被犯人拿走，而社長仁地村也被殺害。雖然事情已經結束，但柯南和小五郎卻重返現場進行調查，并發現……