小五郎要去參加米花街業(yè)余文藝會(huì)演，于是便與柯南，目暮警官和街道主管上島長郎一同前往會(huì)場。途中，小五郎等人順路去了目黑美彌開的飯館。大會(huì)結(jié)束后，只剩下了有人找的市松留了下來。小五郎，上島等人則去咖啡館“meruhenn”繼續(xù)第二攤。不久后目暮警官卻接到電話報(bào)告說市松被刺！最終在柯南的推理下終于揭開了事件的真相。

柯南們?nèi)⒂^步美發(fā)現(xiàn)的可愛的新房子。從閣樓的天窗可以看到毛利偵探事務(wù)所的一部分。2天后柯南們從步美那聽說，那個(gè)房屋賣掉了。據(jù)說買主是一對(duì)70多歲的老夫婦。而在柯南他們認(rèn)識(shí)那個(gè)房屋里的老太太之后，偷拍在事務(wù)所吃晚飯的柯南們的人物也出現(xiàn)了，竟然是住在閣樓的家的老夫婦！而柯南也最終發(fā)現(xiàn)了老夫婦的真實(shí)身份。

少年偵探隊(duì)按照暗號(hào)分別找到了剩下的兩個(gè)時(shí)光保存罐，卻發(fā)現(xiàn)在此之前有人曾將它們挖出來過而且最后一個(gè)發(fā)現(xiàn)的時(shí)光保存罐里面竟然有一封信，將所有的字條擺在一起，真相也愈發(fā)明晰，柯南在阿笠博士的幫助下揭露了真兇，沒想到事情的癥結(jié)可以追溯的十五年前……

在趕來支援的FBI的幫助下，柯南他們將獨(dú)自駕駛摩托的水無包圍，然而，馬路上卻出現(xiàn)了一個(gè)撿球的小男孩，為不傷害小孩，水無出車禍?zhǔn)軅Ａ硪贿叄穸髟谒疅o換下的衣物里發(fā)現(xiàn)了粘在鞋底的發(fā)信器和竊聽器，便臨時(shí)決定變更目標(biāo)向米花鎮(zhèn)駛?cè)ィ履喜煊X到他們的行動(dòng)，意識(shí)到小五郎性命堪憂，也匆匆趕往米花鎮(zhèn)，而此時(shí)黑衣組織已經(jīng)瞄準(zhǔn)了小五郎……

倫子在密室中上吊死了。群馬縣的山村警官認(rèn)為這是一起偽裝成自殺的密室殺人案而展開了搜查，并向純，享，耀治等人詢問情況。而三人案發(fā)時(shí)看起來也沒有什么異常。之后柯南留意到只有書架上的百科辭典沒有按卷數(shù)依次擺放的細(xì)節(jié)并找到了隱藏在書架里的密道并已毛利小五郎的省份給山村警官發(fā)送了提示短信最終將犯人抓獲。