為了補償先前被卷入鈴木號特快車內發(fā)生的恐怖事件，園子邀請毛利一家和柯南前往度假，而暴露身份的波本竟然以網球特別教練的身份也出現(xiàn)在那里，被球拍砸到的柯南不幸受傷，簡單的治療之后他被帶到附近網球社成員的別墅休息，當他醒來時卻發(fā)現(xiàn)房間里有一具不自然的尸體。

繼輕井澤別墅中的若松先生遇害之后，他的兒子玉郎也在東京的家中被毒殺，不可思議的是除了玉郎吃掉的那塊蛋糕意外并沒有發(fā)現(xiàn)其他的蛋糕上有毒。于此同時，大和敢助警官等人注意到了被殺害的若松先生浴室的瓷磚是運用了一種名為陰影鉆石錯視的會引發(fā)視覺錯覺的形狀，總算讓若松社長的死亡訊息再次顯現(xiàn)出來，而現(xiàn)實出的字母竟是SON。

為了查出監(jiān)禁高木警官的地點，警方持續(xù)搜查的時候三位關系者漸漸浮上臺面，鎖定了可能是嫌疑犯的人后警方馬上進行潛入，雖然向嫌疑人澄清了事件的真相，但早已服毒的嫌犯在沒有說出監(jiān)禁地點的情況下死亡。另一方面，好不容易掙脫了雙腳束縛的高木警官丟下了腳邊的布后卻發(fā)現(xiàn)了綁在木板下的定時炸彈。

照經營管理出租公寓的桐谷貴江婆婆的說法，小五郎每個禮拜都會到她家里幫忙解決難題，對此感到難以置信的小蘭和柯南一起來到了桐谷婆婆家里等待，而出現(xiàn)的卻是自稱婆婆孫女男友的恩田，而他特地打扮成小五郎的目的只是為了探望婆婆的情況。婆婆管理的出租公寓內傳來了慘叫，作為房客的傅川先生被害，而真正的兇手就在發(fā)現(xiàn)尸體的三個房客之中。

在小蘭做出大膽舉動的同時新一也開始了推理，當沢栗熏得知最后離開妹妹房間的人是光井后，便將槍口指向她，但新一卻說兇手不是她，緊接著他說起了死者的成名推理作品，將沢栗未紅與書中主人公的命運向聯(lián)系，正是這種亦真亦幻的錯覺導致她自殺死亡，聽到新一這樣的推理，沢栗熏難以接受，就在他精神崩潰之時，警察沖進來將他制服，雖然最大的威脅解除，但這起案件并未結束。