目暮警官在現場調查時發現，不管是氣窗還是屋內被封鎖上的門，都沒辦法通過，能夠進出的只有被蘇芳上了兩道鎖的門，并且還在每個面具的嘴邊都發現了被害者的血，由于沒有在雪地上找到兇手出入的腳印，所以有可能犯案的就是屋子里的七個人，警方對他們逐一進行偵訊，在他們的口供中，柯南發現有一人很可疑，雖然柯南曾掉入兇手的陷阱，但在想明白了事情的始末后，真相卻只有一個！

正當少年偵探團在西多摩郡龍神山游玩之時，突然從山上墜落一輛汽車。雖然看似事故，在柯南的提示下警方判斷這個事件不是事故而是謀殺。光彥偷偷的從事故現場拿到寫著暗語的紙條。從寫著暗號的紙片入手，光彥，步美，元太3人一起來到了暗號所指示的地點，在這里他們發現了大量被盜的車輛和先前謀殺案的兇手。

在解開頭發的假象之后警方開始全面調查旅館。柯南推理出了犯人的犯罪手法之后提示小五郎和山村刑警發現報紙里登載的相撲戰績的秘密。之后在眾人的設計中兇手露出馬腳被抓現行。而犯案的動機也是因為五年前搶劫案后劫匪之間的分在不均所引起的。雖然犯人一再的否認但遺留在燈上被壓在灰塵之下的指紋卻說明了一切，罪犯最終承認罪行。

柯南得知了整個案件的真相之后，將小五郎麻醉并把旅店的所有人都叫到廚房，他首先請出了這起案件的關鍵——三郎，就在大家疑惑時，屋子里又出現了一只和三郎一樣的狗，柯南道出了連老板娘都不知道的隱情……解釋清楚三郎的事情后，接下來就是戳穿兇手，揭示真相的時刻，兇手根本就不是森林里帶黑色針織帽子的男子，相反的她就在這間旅店中，沒錯，兇手就是……

神秘女子池波女士尋找的中學同學柴田手里握著照片被殺，小五郎等開始向相關者訊問而柯南也弄明白了柴田手握照片的含義。“沉睡的小五郎”當眾點破了池波女士的眾多謊言但卻判斷兇手另有其人。而兇手留下的鐵證就留在罪犯的手上，鐵證面前犯人最終承認了罪行，但在犯人準備自我了結的時候被池波攔下，而池波女士的身份也最終揭曉。