隔壁班的女生百合子找到少年偵探團，拜托他們解開她從未謀面的曾祖父所留下的謎題，于是，大家在一位身份不明自稱是時鐘的男人的帶領下來到了謎題的所在——天使之館，當晚九點，解謎游戲正式開始，元太和光彥、步美和灰原都在別館的不同地方發現了謎題中的無角牛，可是卻沒有更進一步的發現。次日，柯南從另外一個角度思考謎面，并成功找到了第一個線索，沒想到這時卻……

小五郎，柯南，蘭，園子為了看伊東玉之助的劇團的戲劇表演，而前往了有名的劇院金丸座。這次，劇團上演的是以《歌劇院的怪人》為藍本改變的《金比羅劇院的怪人》的時代劇，玉之助飾演怪人，女演員輕部蘆美飾演女主角歌手。之后，在彩排中大吊燈突然落下，由于蘆美額頭受了小傷，玉之助不得不在劇院公開了被實際存在的怪人要求更換女主角的事情。

少年偵探隊按照暗號分別找到了剩下的兩個時光保存罐，卻發現在此之前有人曾將它們挖出來過而且最后一個發現的時光保存罐里面竟然有一封信，將所有的字條擺在一起，真相也愈發明晰，柯南在阿笠博士的幫助下揭露了真兇，沒想到事情的癥結可以追溯的十五年前……

這天小五郎回到事務所后小蘭告訴他說說英理前來拜托希望在她出門的這段時間里可以把這只名叫五郎的俄羅斯藍貓寄養在事務所。小蘭把貓咪五郎托給小五郎照料后便去上學了。在她走后，有一個自稱為桐下的男人來到了事務所。桐下拜托小五郎幫忙解讀自己女兒誤發來的手機短信。因為短信的內容像是什么暗號，桐下無法破解其中的含義。而在貓咪的提示之下小五郎也發現了暗號的意義。

深夜從酒館醉醺醺出來的小五郎在回家的路上差點被建筑鋼條砸死，回到家后又收到了一條恐嚇他的短信，就在他回想與誰結仇的時候，小蘭發現這根本不是小五郎的手機，外套也是一個叫木村的，雖然被威脅的人不是自己的爸爸，但小蘭還是很擔心，在第二天調查的時候突然有一輛卡車沖向他們，所幸躲得快才沒有受傷，調查不斷深入，柯南察覺到了其中的端倪……