小五郎帶蘭和柯南來到東京附近的度假山莊放松，在那里遇到了同樣來休閑的女大學生三人組。小五郎伴著美景喝了許多酒，正當他昏昏欲睡之時，河邊突然出現了異變。河水突然變紅，順水而下居然有一具尸體飄了過來，小五郎立刻清醒跳河救人，等打撈上來后大家驚覺這居然是剛才的女大學生之一的秋葉夕子。

目睹柯南墜崖的眾人陷入了痛苦和無助之中，警察署的搜查工作也一籌莫展，然而小哀卻覺得此事另有蹊蹺，便獨自上路尋找柯南。另一方面伊勢原在柯南的幫助下成功脫險，二人在山中的木屋與小哀相遇。在三人的設計和警方的幫助下，抓捕佐羅的行動圓滿完成。正當眾人以為此事已畫上句點時，柯南卻發現案件仍有疑點……

警察開始調查帳篷燃燒的原因，籃球社的成員都有不在場證明。柯南從段野的證詞那里發現了奇怪之處，黑田管理官也發覺了異樣，這不是一起意外自殺，而是故意殺人事件。柯南從大家做的橡子挑擔偶人得到了啟發，懷疑是有人做了一個自動起火裝置故意暗殺了漆原史昭。

小五郎竟然拒絕去看沖野洋子主演的新電影，原因是這部電影的原型很像他和妃英理，正當他們爭論的時候小蘭接到了一個聊天軟件的申請，同意后小蘭竟然收到了媽媽妃英理的求救，就在他們疑惑的時候另一個相同的賬號也加入了聊天，柯南一眼看出妃英理遇到了危險，而犯人正在擾亂他們的判斷。

千葉警官在警局四處詢問有關“不明飛行物”的線索，卻毫無所獲，這天他回到家，收到了聲稱是自己宇宙第一大粉絲的人寄來的神秘郵件。在另一邊，名為和田陽奈的女高中生來到毛利事務所，委托小五郎調查杯戶公園“UFO”一事。杯戶公園隔壁的杯戶高中發生殺人案件，這兩者是否有聯系？