小五郎讓柯南和小蘭陪他一起去位于大分的別府溫泉旅行，說到別府溫泉最有名的莫過于地獄巡游之旅，就在小蘭和柯南興致勃勃討論的時候小五郎卻在一旁默不作聲。在柯南和小蘭的逼問下小五郎才說出了實情，這次的旅行目的是尋找仲代電氣社長的女兒麻奈美，柯南根據照片找到了麻奈美所住的旅館，但這僅僅只是開始。

練習空手道的京極曾在幼時受到高見達人的指點，高見老師的教誨才成就了如今的京極，京極拜訪老師道館的時候園子拖著柯南也來參觀。高利貸催款的人來到了道場，得知老師要賣掉道場引退后京極非常反對，京極出去沒多久就聽到了玻璃破碎的聲音，一行人沖出去后發現道館內寶貴的黑帶不見了。

在被害人波土的遺物中發現了他親手所寫的字條，經紀人和社長隨即回憶起了波土生前的往事，眾人這才得知經紀人小姐原來竟是波土的前女友。而在舞臺上發現的繩索和折疊椅也為柯南等人提供了線索，經過波本對繩索的一番講解和演示，眾人共同推理出了波土的死因和兇手的真實身份。

幫忙繪制屏風的少年偵探團卷入了殺人案件，通過元太手上的化妝品香味與現場的蛛絲馬跡，柯南斷定兇手就是職業高爾夫球運動員伴野貞悟，但他始終沒有找到關鍵性的證據，那便是伴野臉上被“兇手”寫下的文字。在屏風上酣睡的元太，臉上沾上了老虎紋的顏料，這個細節讓真相浮現了出來。

一家房地產公司的黑心社長東先生和他的助手河西找到了毛利小五郎，他們稱自己接到了殺人預告電話，而對方的目標就是東先生。嫌疑人有三個，小五郎和柯南一一找他們確認過，調查過程中柯南察覺到了一絲異常。三個嫌疑人被叫到了一起，柯南麻醉了小五郎后展開了推理，但就在結果出來后眾人卻都露出了詭異的笑容。