工藤收到屋田誠人的信，信上說他一年前辦的案子有差錯讓他重新調查，于是，在服部、小五郎等人的陪伴下他們一起前往那個村莊。柯南只身來到了信上所說的地址，不想被關進了小木屋，就在這時，他因為誤食解藥的身體開始發生變化，逃脫期間掉進了旁邊的湖里，被人發現時他已經失去記憶。為了讓他想起過去，服部一行帶著新一來到了當時的案發現場日源村長家，并在這里碰見了記者河內深里以及屋田誠人的同學水川萌生。

少年偵探團和阿笠博士一起去露營，沒想到不但迷了路就連車子也爆了胎，大家只好到深山里只住著一位老婆婆的房子借宿，隨后，又來了三個同樣因迷路而趕來過夜的三個年輕人。然而就在光彥半夜目擊到老婆婆磨刀后，三名男女中的大庭茜被人用利刃刺傷脖頸，失血過多而死，警方立刻介入調查，并在這件屋內發現了多把刀具。

在屋內調查的過程中，柯南發現了多處疑點，干凈的浴室、沒有插電的刮胡刀、消失的牙刷以及洗衣機內的衣服，就在他苦思冥想到底誰是兇手時，園子無意中的一句話提醒了他，原來榔頭男從一開始就不存在，這不過是都市傳而已，就在目暮警官等人一頭霧水時，柯南將園子麻醉，利用變聲領結道出了真相。

死者因背部被利刃刺中失血過多而死，警方立刻展開了調查，他們首先對撒旦鬼塚進行了偵訊，雖然他可以卸去魔鬼妝假扮送外賣的員工跑去二樓殺人，但大家并未在他的休息室內找到鏡子，在沒有鏡子狀態下他如何變回魔鬼妝？柯南一開始就認定社長是鬼塚所殺，可是卻苦于想不到他的犯案手法，一籌莫展之際，桌子上的紙鶴和透明尺給了他提示，變身魔鬼之謎終被破解！

死羅神和服部一唱一和，兩人一起揭穿了假新一的身份并且還將當年村長及其妻子遇害一案再次向大家說明，而這個死羅神自然也就是工藤新一本人。案件結束后，新一的身體再次發生變化，幸虧灰原的及時趕到，新一才保住了秘密不被發現，在驅車回家的途中，一輛車很危險的在馬路上行駛，當大家努力將其攔下后卻發現開車的人已被人勒死。