毛利小五郎撿到一張中了大獎的賽馬彩票，便帶著柯南和小蘭一起去壽司店慶祝。壽司店內新來的廚師很喜歡推理，與毛利小五郎交談甚歡，期間有三名客人陸續來到壽司店用餐。就在大家酒足飯飽準備離開時，突然有一名客人沖進店內，聲稱店里有人偷了自己的手包。隨后這名客人在壽司店的洗手間內找到了遺失的手包，經過一番檢查后，她告訴眾人自己丟了一張中獎的賽馬彩票。

毛利小五郎帶柯南和小蘭來高級餐廳用餐，進門后三人發現桌上擺滿了食物卻沒有客人，并在廚房發現了倒在地上的廚師口石先生。清醒后的口石先生告訴三人，原本有五名客人在餐廳里用餐，不料自己在做飯時遭到了歹徒的襲擊，客人們也不知去向。毛利小五郎馬上通知了目暮警官，并查清了每個客人的身份，然而卻難以判斷消失的客人們去了何處。正在這時，擺放在餐桌上的甜點和雜物引起了柯南的注意。

元太在奧米花的路口邊找東西時，突然被身后狂奔而來的紅衣男子撞倒，元太追逐紅衣男子未果，便叫來少年偵探團一起幫他尋找紅衣男子的下落。正當幾人爭論不休時，柯南等人被警察叫住詢問，這才得知該紅衣男子竟是一名搶劫犯，于是少年偵探團便決定幫助警察抓到紅衣男子。與此同時，另一名紅衣男子來到警察局，告訴警察他失憶了，卻被警察以嫌疑人的身份進行追捕。這名紅衣男子究竟是不是搶劫犯？感覺此事另有蹊蹺的柯南展開了調查。

在被害人波土的遺物中發現了他親手所寫的字條，經紀人和社長隨即回憶起了波土生前的往事，眾人這才得知經紀人小姐原來竟是波土的前女友。而在舞臺上發現的繩索和折疊椅也為柯南等人提供了線索，經過波本對繩索的一番講解和演示，眾人共同推理出了波土的死因和兇手的真實身份。

通過與世良的接觸，柯南回憶起與世良初次相遇的情形。十年前，秀一從美國回到日本，與家人一起在海灘游玩，恰好偶遇了年幼的新一和小蘭。沉迷偵探游戲的新一引起了秀一的興趣，正當二人交談甚歡時，突然有一輛車從沿海公路上沖破護欄墜入深海。秀一馬上潛入海中實施救援，卻發現駕駛員已當場死亡。根據秀一的推斷，案發前車上應該還有死者的同伴，而死者的身份也是疑點重重……