高木警官和佐藤警官瞞著警局里的同事們，偷偷在熱帶樂園的水世界見面，為了阻撓他們的約會，警局的同事們暗中搗鬼，安排柯南，光彥等人出現在他們面前，就在這個時候，高木警官原本裝有求婚戒指的包居然出現毒品，之后，他意識到這一定是在搭乘“海地五萬里列車”時被人調了包，柯南根據這個包包的肩帶判斷出他的主人是個左撇子，并根據當時所拍攝的照片和游客所填寫的信息表，將目標鎖定在一個叫高城登的人身上。

受園子的邀請，柯南、蘭、小五郎到輕井澤游玩。因為在森林中迷了路，所以決定在山里的一軒家借宿。在那里，遇見了白天見到的網球教練明石寬人。但是，夜里，卻發現了寬人的父親巖夫上吊的尸首。在柯南的提示下，警官也發現從尸體嘴里留下的不正常血跡。之后眾人還得知了石明三年前妻子去世的事情。而明石身上的疑團也越來越多。

這件兇案的最大疑點就是，兇手從這個亂七八糟的黑暗房間逃跑的時候，居然沒有發出任何聲響，而且門鎖也沒有被破壞的痕跡，由此看來，睡在死者身邊的穗島嫌疑最大，可穗島卻說唐田和根上也都有這間屋子的鑰匙，于是，警方找來這二人進行偵訊，得知案發時兩人都沒有不在場證明，既然如此，嫌疑犯就有三人，這時，警方發現死者身上少了一顆紐扣以及地上的攝影機，查看過影像大家仍未發現有何異常，而那顆不翼而飛的紐扣就成了破案的關鍵。

無法渡海，大家只能暫時待在鎮長家的廢棄別墅里，然而干坐在這里等救援還不如對這棟房子進行一番調查，于是 ，大家就分組行動，柯南和服部等人在一樓的房間里發現了鎮長和他女兒的照片以及房梁上一些莫名其妙的文字，突然間，二樓傳來慘叫，久米不知為何在看到鎮長女兒的肖像油畫后就變的很反常，這時，救援船趕來，可船上卻只有一具船長的尸體和一行字句，事情變得越來越奇怪了。

警察在調查玲治、拓人、晴華的時候，柯南發現野營車的敞篷車頂黏著血跡，之后柯南在現場附近找到了帶血的塑料布，雖然查明殺人的詭計卻沒有辦法確定犯人是誰。而在觀察三名嫌疑人之后柯南最終確定了犯人。而在確鑿的證據面前，兇手最終承認了罪行，并道出了因為不滿以金錢玷污了友情的泰美而最終殺害她的事實。