對三天后即將失效的殺人案兇手不斷發出挑釁言論的犯罪心理學家平棟堂次，在自己家中遭到殺害，兇手在他的背上刻下了Z字型傷痕。為找尋更多的線索，柯南等人跟著高木警官來到了二十年前的受害人家中詢問相關案情，雖然只得到了零星線索，但柯南卻將它們串聯起來并發現了共同點，那就是這四名被害者或許是一起打麻將的牌友，于是，高木和柯南等人決定順藤摸瓜，逐一調查他們可能去過的麻將館。

柯南、少年偵探團、哀、阿笠博士來到阿笠博士友人所在村莊觀光，在夜晚的溪邊等待放螢火蟲時，村長的兒子中嶺和助手垂水乘坐運送螢火蟲的貨車到達。垂水打開貨車上的箱子，螢火蟲便成群結隊的飛了出來。元太為了要抓螢火蟲，爬上了貨車，隨手拿走了貨車上的手電。在大家陶醉于欣賞螢火蟲時，助手垂水接到一通中嶺打來的電話，說中嶺在烏帽巖，救命。柯南等人到達時，發現中嶺已經死在車內，地上放著疑似有毒的飲料瓶，車內還飛著一只……螢火蟲。。。

應出版社要求小五郎和知名占星師紫條麗華在她的豪宅進行談話節目的錄制，期間，女演員綠川克拉拉氣沖沖的來找紫條商量事情，簡單交談后，紫條便一人回房工作，直到下午吃晚飯的時候也沒有見她露面，預感到有事情發生的柯南跑到陽臺發現紫條已經死在了房間里，大家從被打破的天窗進入房內，這起密室謀殺案的兇手到底是誰？

因為柯南和妃英理一直想不出嫌疑人有沢悠子所使用的手法，小蘭趁機慫恿妃英理打電話給小五郎，沒想到電話另一頭卻傳來打麻將的聲音，氣憤的妃英理掛掉電話后，突然想起了小五郎以前常常使用的錄音小把戲，如果死者也曾使用同樣的手法騙有沢悠子的話，那么關于這起案件的所有的疑問都能迎刃而解。

當晚，這名潛入醫院的黑暗組織同伙南田陸道果然展開了行動，但同時FBI也暴露了行動，南田陸道在驅車逃跑的過程中舉槍自盡，雖然柯南破壞了他的手機但他還是通過其他手段將搜集來的信息傳給了組織。既然事情發展到這種地步，轉院無疑就是在向黑暗組織昭示水無憐奈就在這里，所以只能另想對策。另一方面，英祐伺機潛入了水無憐奈的病房，并發現她早已從昏迷中蘇醒。