小五郎帶著小蘭等人去京都參朋友的婚禮，在新干線上柯南看見了兩名可疑黑衣男子，他利用阿笠博士送他的眼鏡竊聽到了不得了的事情——這輛新干線上有炸彈并且即將爆炸，眼看黑衣人離開新干線，柯南只能憑自己找到那只裝有炸彈的黑皮箱，鎖定了炸彈所在的車廂后，柯南對車廂里的四人進行試探，卻毫無頭緒，關鍵時刻元太的一句話提醒了他。

身體變小后柯南轉入帝丹小學，并結識了步美、光彥和元太。某日，明星洋子來到毛利偵探事務所，說總感覺有人暗中監視她，為了更進一步了解真相，毛利一行人來到洋子住處，可開門后居然有具死尸橫在門口，期間柯南發現了另一名演員優子的耳環并且還注意到洋子的經紀人山岸神態怪異，洋子、山岸、優子到底誰才是真正的兇手。

小川醫生這兩年來不斷收到未署名的錢和玩具，實在是不知道來歷，于是前往毛利偵探事務所求助。在柯南的提示下小五郎推理出玩具其實是中古品，而小蘭也因此開始懷疑起柯南的身份。在前往小川醫生工作的醫院調查過程中看到柯南翻閱病例的小蘭對柯南的懷疑也進一步加深。最終柯南在千鈞一發之際成功解救了小川醫生的孩子。而柯南也成功化解了小蘭的懷疑。

某天一個自稱是新一女朋友的量子前往毛利偵探事務所，此舉引起了小蘭極大的反感。其實量子被拜托看護著名足球運動員赤木英雄的弟弟赤木守，而小守竟遭綁架！迫于綁匪的壓力量子不敢驚動警察才出此下策。在小蘭拜訪量子的時候柯南發覺了量子的難言之隱以新一的身份打來了詢問電話。在柯南的推理幫助下終于找到被綁架的小守而英雄也在得知弟弟被找到后完美的贏得了比賽。

工藤新一與毛利蘭搭公車時，碰到色狼澤田治對小蘭毛手毛腳。小蘭馬上大喊色狼，而且還追澤田追下車。后來小蘭與新一分頭追人，好不容易才抓到澤田。正當要將澤田扭送警局時，看到一名因為呼吸器停止而病情危急的老人宮野勝代被送到醫院，而刑警佐藤美和子等人則是懷疑這可能不是意外，而正在詢問勝代的看護山下誠...