新田太太在路上偶遇買蛋糕的柯南和小五郎，于是，她急忙將小五郎拉到自己鄰居山本的住所，拜托他處理山本自殺的案件。從現場來看，死者山本是坐在沙發上，嘴巴大張用自己的改裝手槍結束生命，同時在扣動扳機的瞬間也打破了裝有蝴蝶的恒溫箱，柯南認為這是一起謀殺案，但是兇手是如何讓死者嘴巴大張，從而營造出自殺狀態？

柯南們去參觀步美發現的可愛的新房子。從閣樓的天窗可以看到毛利偵探事務所的一部分。2天后柯南們從步美那聽說，那個房屋賣掉了。據說買主是一對70多歲的老夫婦。而在柯南他們認識那個房屋里的老太太之后，偷拍在事務所吃晚飯的柯南們的人物也出現了，竟然是住在閣樓的家的老夫婦！而柯南也最終發現了老夫婦的真實身份。

公演不能終止，可是主演蓮華卻還是沒有下落，情況緊急，小蘭自告奮勇決定暫時擔任輝夜姬一角。于是，少年偵探隊出動，他們和玉之助一起幫忙找人，期間還遇到為給歹徒送錢而被打昏的片岡秘書大貫，面對人財兩空的狀況，柯南能否找到蓮華？《竹取物語》又能否完美謝幕？

沒過一會兒，柯南就收到了園子被人搶走的手機傳來的簡訊，雖然還不知道傳簡訊人的意圖，但柯南卻察覺到事有蹊蹺，他立刻打電話給小蘭讓她注意安全。與此同時，他還解開了博士留下的暗號，根據這個暗號的設計原理，他突然想起了死者見山所留下來數字的含義，然而，此刻遠離柯南的園子和小蘭就在兇手的車子上……

情況危急，柯南立刻給江尻做人工呼吸，并讓阿笠博士帶著他搭乘漁夫井田的船趕往醫院，當白根和金谷想要一同前往時，柯南卻出口阻撓，因為這起案件是蓄意謀害，而在這條防波堤上的所有人都有犯案的可能，現在能做的就保護犯案現場等待警察的到來。期間柯南對現場進行調查發現了一些線索，并在阿笠博士打來電話報告情況后，排除了井田犯案的嫌疑，那么制造這起案件的就是白根和金谷中的一人。