小五郎受狩谷伴子太太所托來到狩谷家幫她找被弄丟的手機，隨后大家分別對可能拿走手機的大策、嗣貴和滋英進行詢問，卻并未找到，反而在小五郎等人離開的時候，伴子找到了手機。本以為一切就此結束，誰也沒想到伴子當晚就遭人殺害，警方對狩谷家的人一一進行偵訊，卻發現每個人都有不在場證明，期間，家里的仆人提起了12年前所發生的事情……

小蘭開始懷疑柯南的身份就是新一，拾到柯南遺落的手機的小蘭，想用發送手機郵件的方法來確認真相。當小蘭按下了電源開關,卻出現手機解鎖的畫面。正當她為解除4位密碼冥思苦想時，小蘭回想起半年前與新一的約會并解出了密碼。但發送給新一的郵件卻并沒有發送到柯南的手機上，而這時新一也打來了詢問的電話，最終小蘭打消了對柯南的懷疑。

小五郎，柯南，蘭，園子為了看伊東玉之助的劇團的戲劇表演，而前往了有名的劇院金丸座。這次，劇團上演的是以《歌劇院的怪人》為藍本改變的《金比羅劇院的怪人》的時代劇，玉之助飾演怪人，女演員輕部蘆美飾演女主角歌手。之后，在彩排中大吊燈突然落下，由于蘆美額頭受了小傷，玉之助不得不在劇院公開了被實際存在的怪人要求更換女主角的事情。

警方并沒有找到柯南等人看到的當時那名男子所穿的灰色外套和背包，就在高木和佐藤準備離開的時候，已經知道兇手手法的柯南有意向他們做出暗示，根據柯南的提示警方破解了兇手制造不在場證明的手法，因此，加藤終究難逃法網。破案之后，高木警官決定在離開之前向佐藤警官表白，可是話剛到嘴邊，目暮警官就突然出現并告訴他……

小五郎受邀去電視臺參加一個與偵探編劇探討劇本的活動，沒想到在開始之前，居然發生了命案，死者是編劇八神，他因喝了有毒咖啡而死，這些咖啡是由香田所沖泡，因此他的嫌疑最大，可是還有一個問題說不通，那就是兇手如何讓八神準確的拿到有毒咖啡？