在柯南與少年偵探團的孩子們及阿笠博士看比賽歸途的電車內，支持者赤野被殺。犯人確定在3個人之中。卻沒有決定性的線索。柯南從哀收看的比賽轉播中得到提示，看穿了犯人的謊言。并揭穿了犯人其實沒有看比賽只是通過廣播收聽比賽過程的謊言。而犯人也道出了為被赤野殺掉的弟弟報仇的動機。而此時柯南發現灰原遠離人群，追過去后只看到列車奔馳而去？

步美有個朋友答應送給她豪華的七段裝飾人偶，因此步美約柯南等人來到此人家中。正巧同幢公寓里住的津曲水貴與古董鑒定師三重芳春也來到這戶人家，希望主人能轉讓一幅價值數千萬的壁畫。女主人觀野節子和繼母彌生拒絕了2人的請求，但就在主人外出后，那幅壁畫失竊了。在警方的調查下少年偵探團的各位發現了現場的些許的不自然的地方!

為調查鬼屋真相搜集更多的線索，柯南和小五郎一起對這棟公寓的其他三位住戶進行詢問，四谷和番町的房間里都擺滿了各種恐怖碟片以及會發光的鬼怪塑像，而另一位叫牡丹的研究生則是名絕對的無神論者，調查期間，總有飛蛾圍繞在他們身邊，這讓柯南靈光一現，沒錯，這些恐怖現象確實是人為的，并且這還與四年前那具死在公園里的女性焦尸相關，而兇手就是他！

步美偶然撞上的殺人魔在逃。根據在她手上留下的痕跡，柯南和佐藤警官確定了犯人所乘車輛的車種，之后緊急拘捕了3名嫌疑者。因為犯人可能持有沾血的鑰匙，柯南推測鑰匙孔里會有血便請求測試熒光反應，但是竟然都沒有檢測出反應！就在這時柯南發現了犯人躲避檢測的發法，在柯南的協助下警方終于逮捕了犯人。

朱蒂向小蘭和園子坦白了自己FBI的身份，而朱蒂還向小哀提議加入證人保護計劃。另一方面從學校回來的路上步美與柯南他們分手后徑自往家走。突然她和一個穿雨衣的男人撞在一起并倉皇離去，而這個人卻是殺人嫌疑犯！在警方的調查中步美說出手上發現了一個類似""5""似的記號，而這個記號究竟又是什么意思呢？