柯南等人在警視廳鑒證連續發火現場遺留的紅馬現場照片，發現其中1張紅馬上有“兔”字，由此推出“紅馬”是三國志中出現的赤兔馬。另一方面，古董品店長玄田隆德到訪諸角宅，由于他打算送給諸角亮子的塑像是騎乘著赤兔馬的關羽，玄田的名字引起了搜查線上的注意。在一系列的推理調查之后玄田被捕了，但柯南和平次卻發覺了這其中的異樣。最終在柯南和平次的聯手調查下犯人的真面目慢慢浮出水面。

白鳥警官的車突然發生爆炸，所幸他并沒有當場死亡而是被立馬送去了醫院，在他的手中，佐藤警官還發現一封和三年前相似風格的挑戰書，為了尋找炸彈，警察在慌亂中展開調查，柯南也從佐藤警官那里得知了，這個爆炸狂與警察的淵源，七年前警察和兩名歹徒產生了誤會，而導致其中一人出車禍死亡，于是這名活下來的歹徒便安放炸彈報復警察。

此次幽靈恐慌的第二天，柯南他們下榻的民宅的主人—永倉先生被人襲擊了。永倉先生雖然沒有生命危險，但是犯人是誰卻不得而知。警察以重要參照人為理由帶走了從在進行地球遺產登陸委員會那里派來的缺德調查官川治，但柯南卻發覺這其中不自然的地方，最終少年偵探團的各位找到了真正的犯人并將找出了幽靈少女的真相。

少年偵探隊為了看電影假面劍客的試映會，在有希子的帶領下來到東都現象所，可是由于某些原因，預定的試映時間必須向后延長，而有希子又要趕搭飛機先行離開，因此柯南等人就暫時留宿穗島先生家，沒想到的是在客廳沙發上睡覺的古村先生被不明人士用刀子刺向了心臟，當場身亡。

玄田宅招供自己就是犯人?？履稀⑵酱魏凸L警部在玄田家里發現了竊聽器。而且從諸角亮子手上緊緊抓住的坐墊上找到了更有力的物證。在向諸角明和曾我操夫、權藤系子報告了搜查的結果之后的晚上，玄田家里出現了三個人神秘的身影，而兇手和縱火犯的真面目也終于揭曉。而兇手利用連鎖縱火案來殺害亮子的手法也水落石出。