小五郎等人為了品嘗當地出產的優良啤酒，便來到了有森旅館。在那里碰到了前來視察娛樂場所企業家城完英彥跟他的妻子演員備前千鶴。但夫妻的氣氛卻有些意外的尷尬。備前千鶴對飯店里的料理百般挑剔，態度非常惡劣。次日小蘭和柯南眾人去郊外燒烤。夜間，眾人回到旅館之后丈夫英彥發現千鶴一直鎖在房間里不出來，進去之后發現千鶴竟已經死亡！

服部收到了一封古怪的委托信，于是，他們一行人便來到了美國島，沒想到這封信的寄件人紗織卻在三天前失去了蹤影，當晚，島上熱烈的慶祝一年一度的儒艮慶典活動，傳說有位吃過人魚肉的長壽婆，任何人只要拿到她念過咒的儒艮之箭，就能實現長生不老的美夢，但就在慶典進行期間，沙織的朋友壽美竟然被人發現勒死在瀑布上，服部和柯南認為這是一起殺人事件并著手進行調查，然而在為壽美守靈的晚上又發生了一件慘案。

備前千鶴在飯店房間里上吊，因而被眾人認為是自殺。在柯南的啟發下小五郎發現千鶴是他殺的肯能性。在警方的詢問下眾人都有殺害千鶴的肯能。在調查飯店的屋頂之后柯南發現了犯人飛翔一般的作案手法和留下的證據。在證據面前兇手最終承認了罪行，同時道出了和千鶴和自己弟弟的過往以及殺害她的原因。

小五郎的事務所里來了一個叫春菜的大學生，委托小五郎找他的尋呼機朋友。春菜保存了秋悟先生的尋呼機和音樂盒，那以后，春菜的尋呼機上出現了奇怪的留言。小五郎一行找到秋悟的家人，卻發現秋悟在給春菜送出尋呼機之前就已經死了，而走廊上還出現了奇怪的人影。接著眾人就發現已經被擊暈的阿稔。

雖然對現場進行了調查，但警方無論如何都找不到決定性的證據，束手無策之時，小五郎提出了他的自殺論，并且得到了目暮警官的認同，就在警方準備以自殺結案時，話劇中的黑衣騎士突然出現，在否定了自殺論之后，他摘掉面具，而面具下面正是那張讓小蘭朝思暮想的面容，沒錯，真正的工藤新一登場，在進行了一番精彩絕倫的推理后，他卻再次昏倒……