電視臺要制作與小五郎24小時密切接觸的電視節目，為了討論節目內容，小五郎帶著柯南和小蘭隨節目制作公司的社長染井彰吾一起前往東都電視臺制作人中目賴策的家中商討方案，沒想到大門竟然上了鎖而且按門鈴也沒有回應，于是請來管理員打開門進入公寓，出現在他們眼前的是因喝下毒咖啡而身亡的中目的尸體，從在桌面和地面上打翻的咖啡痕跡，柯南看出這是一起密室殺人案。

對三天后即將失效的殺人案兇手不斷發出挑釁言論的犯罪心理學家平棟堂次，在自己家中遭到殺害，兇手在他的背上刻下了Z字型傷痕。為找尋更多的線索，柯南等人跟著高木警官來到了二十年前的受害人家中詢問相關案情，雖然只得到了零星線索，但柯南卻將它們串聯起來并發現了共同點，那就是這四名被害者或許是一起打麻將的牌友，于是，高木和柯南等人決定順藤摸瓜，逐一調查他們可能去過的麻將館。

柯南和灰原把撿到的貓還給飼主石上時，對面的高利貸事務所發生了命案，死者正是事務所的老板，他的后腦勺因遭到招財貓的重擊而死，柯南發現吸塵器的集塵袋被人拿走，并且還在沙發下找到了招財貓的爪子，警方將出現在現場的村井千佳小姐帶來，一番詢問，村井承認了自己的罪行，就在警察準備帶走犯人時，柯南將小五郎麻醉道出了這件命案的真兇！

小說家萬田年久在旅館里趕寫小說，在編輯島木催稿離開房間后，萬田化裝成服務生，帶著貓咪諾貝爾離開了旅館。萬田路過柯南等人打簡易棒球的場地，進入了弟子原本高平的家。萬田從代理作者原本那里得到原稿后，將其殺害了。而偶然將球打入的柯南一行進入房間后發現了被殺的原本。柯南則發現了萬田的不自然。

佐藤警官在分別對三個嫌疑人秘書穴吹晴榮、撰稿人出島覺治和攝影師垂水進行偵訊之后，并未發現有何異樣，就在柯南絞盡腦汁破解密室手法之時，高木警官一句無意的話提醒了他，可是因為佐藤警官在場柯南不便麻醉小五郎，他只能暗中提示，所幸大家在他有意識的引導下，解開了真相。雖然案件解決，但佐藤警官的戒指之謎還有待高木破解。