作為青色古堡的探險(xiǎn)事件的參考人，阿笠博士和少年偵探團(tuán)的各位被叫到了警視廳。隨后2億元搶劫事件的受害人東都銀行的增尾行長(zhǎng)也來(lái)了。增尾在給家里的妻子打電話時(shí)，電話的那頭傳來(lái)了慘叫聲。當(dāng)警方趕到增尾家時(shí)發(fā)現(xiàn)妻子加代已被人刺死！雖然看起來(lái)是外部的入室殺人，但在柯南的推理下最終發(fā)現(xiàn)了兇手殺人的事實(shí)。

為了找尋灰原存有藥物資料的磁盤，柯南一行找到了她姐姐明美的老師廣田教授，趕到時(shí)卻發(fā)現(xiàn)教授死在一個(gè)密封的室內(nèi)，經(jīng)過(guò)鑒識(shí)認(rèn)定是后腦勺遭到重物撞擊而死，但這其實(shí)是一件蓄意殺人案，可疑人物鎖定在白倉(cāng)、細(xì)矢和盛岡三人身上，就在柯南的推理遇到瓶頸時(shí)，灰原的一句話點(diǎn)醒了他，他用阿笠博士的聲音道出真相。

阿笠博士帶少年偵探團(tuán)到野外去露營(yíng)，可卻在回程的途中在森林里迷路，誤打誤撞來(lái)到了一個(gè)被森林環(huán)繞的古堡，所幸主人很熱情的邀請(qǐng)大家入住古堡，然而住在里面的間宮家族好像隱藏這什么秘密，之后，柯南在房間的密室里發(fā)現(xiàn)一具骷髏，就在這時(shí)，有人從背后將他打暈。

柯南一直到吃晚飯的時(shí)候都還不見(jiàn)蹤影，博士去找他時(shí)也被不明人士打昏。深夜，不放心博士和柯南的灰原等人決定在古堡進(jìn)行搜索，然而他們卻沒(méi)有發(fā)現(xiàn)兇手正悄悄跟在他們后面，大家跟著灰原來(lái)到柯南消失的密室，并發(fā)現(xiàn)了血跡和石頭上的留言，古堡越來(lái)越詭異，之后，光彥和元太也不知了去向，步美和灰原進(jìn)一步深入古堡，就在她們也發(fā)現(xiàn)那具骷髏時(shí)，兇手出現(xiàn)。

少年偵探團(tuán)在廢棄大樓為園游會(huì)練習(xí)的時(shí)候，逃逸的嫌犯在佐藤和高木兩位警官的追擊下闖了進(jìn)來(lái)，嫌犯從屋頂逃到隔壁的美術(shù)館，但佐藤警官還是在廁所將他逮捕，但由于操作失誤，她將自己和歹徒都用手銬銬住無(wú)法自由活動(dòng)，嫌犯東田聲稱他是無(wú)辜的，逃跑完全是為了參加女兒的婚禮，最后佐藤警官?zèng)Q定讓高木和少年偵探團(tuán)在一定的時(shí)限中找到真兇。