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。

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。

在木山家具社長馬鳥宅留宿的柯南他們，在他自傲的石庭中部發現橫躺著的被絞殺的馬島社長。犯人恐怕在出席晚餐的4人中。但是，如何不留足跡將尸體運到庭院中部？此時小五郎說他已經明白了，但實驗失敗，理論不成立。在調查了攝影展招待卷后柯南推理出犯人的正式身份和犯罪手法來。在不容質疑的證據面前兇手最終坦白了罪行。

為了慶祝由貴的朋友澤口圭子的生日和留學而召開了慶祝派對，小蘭，柯南和小五郎也被邀請參加。除此之外參加者還有圭子，還有富堅順司和野中一樹。但是在派對開始不久，喝下葡萄酒的圭子卻突然倒下！警方在檢查圭子的酒杯后發現毒藥，而下毒的方法卻成了謎題。柯南在充分調查之后最終發現了犯人下毒的手法。

為調查鬼屋真相搜集更多的線索，柯南和小五郎一起對這棟公寓的其他三位住戶進行詢問，四谷和番町的房間里都擺滿了各種恐怖碟片以及會發光的鬼怪塑像，而另一位叫牡丹的研究生則是名絕對的無神論者，調查期間，總有飛蛾圍繞在他們身邊，這讓柯南靈光一現，沒錯，這些恐怖現象確實是人為的，并且這還與四年前那具死在公園里的女性焦尸相關，而兇手就是他！