元太在奧米花的路口邊找東西時，突然被身后狂奔而來的紅衣男子撞倒，元太追逐紅衣男子未果，便叫來少年偵探團一起幫他尋找紅衣男子的下落。正當幾人爭論不休時，柯南等人被警察叫住詢問，這才得知該紅衣男子竟是一名搶劫犯，于是少年偵探團便決定幫助警察抓到紅衣男子。與此同時，另一名紅衣男子來到警察局，告訴警察他失憶了，卻被警察以嫌疑人的身份進行追捕。這名紅衣男子究竟是不是搶劫犯？感覺此事另有蹊蹺的柯南展開了調查。

鷹取嚴男在取回寶石后將柯南扔在了馬路中間的綠化帶中，柯南受不住沖擊昏了過去，當他醒來時鷹取早已不見蹤影。柯南隨后被送到醫院檢查，所幸身體沒有受傷。柯南想弄清案件的真相，趁病房沒人偷溜出去尋找線索。他先去尋找之前在鷹取身上發現的酒吧地址，在酒吧隔壁的房間里竟然發現了被盜珠寶店的采購員的尸體。

夜晚園子心血來潮帶著小蘭和柯南來公園里觀賞銀河，不料卻在花壇里發現了一起行兇案。園子透過望遠鏡看到了一雙女子的手，她手上的戒指正在被兇手摘下，園子過于震驚沒有看到兇手的長相。之后園子大概確定了行兇案的方向，帶著小蘭和柯南組成女高中生偵探團去破解這樁行兇案。

小蘭和園子聊著幼稚園時的往事，新一當時所做出的櫻花名牌推理，正是他的第一次推理，而在小蘭不知道的情況下新一一直在背后默默地守護著她。櫻花班班主任江舟論介看小蘭的眼神讓新一非常在意，他認為這個老師是故意想要和小蘭親近，他所作出的解釋看似合理，但新一依舊無法放松警惕，新一的父親工藤優作得知后也展開了調查。

根據死者背包中的贓物，秀一判斷該死者可能是一名搶劫犯，同時他發現還有一名嫌疑犯在逃。柯南在秀吉的幫助下帶來了三名有作案嫌疑的游客，經過秀一的推理，真相很快浮出水面，警方也順利抓獲了犯罪嫌疑人。至此，柯南終于回憶起十年前與世良初次相遇的情景，同時他也意識到，世良可能已經知曉自己的真實身份。