柯南和小蘭在公園遇到了帶狗玩耍的八木沢夫婦和堤夫婦，兩只小狗武藏和克爾更是贏得他們的喜愛，然而，沒過幾日，就發生了一起惡狗傷人事件，攻擊者正是武藏，它咬傷了隔壁中谷太太的婆婆，導致其失血過多而死，雖然小五郎和柯南等人認為是中谷太太命令武藏進行襲擊，可卻沒有確鑿的證據，直到克爾在案發的院子里找到……

這天小五郎回到事務所后小蘭告訴他說說英理前來拜托希望在她出門的這段時間里可以把這只名叫五郎的俄羅斯藍貓寄養在事務所。小蘭把貓咪五郎托給小五郎照料后便去上學了。在她走后，有一個自稱為桐下的男人來到了事務所。桐下拜托小五郎幫忙解讀自己女兒誤發來的手機短信。因為短信的內容像是什么暗號，桐下無法破解其中的含義。而在貓咪的提示之下小五郎也發現了暗號的意義。

少年偵探隊按照暗號分別找到了剩下的兩個時光保存罐，卻發現在此之前有人曾將它們挖出來過而且最后一個發現的時光保存罐里面竟然有一封信，將所有的字條擺在一起，真相也愈發明晰，柯南在阿笠博士的幫助下揭露了真兇，沒想到事情的癥結可以追溯的十五年前……

某個炎熱的夏日，博士帶少年偵探隊來到山里采集昆蟲，期間，博士出了一道暗號讓他們進行尋寶，內容是“丸蟲、家、帳篷”沒想到這個暗號居然難住了柯南。另一方面，在海灘度假的小蘭，打電話給柯南說她們那里發生了命案，死者是與小蘭住一家旅館的見山，之后，她和園子還遭到了攻擊，而唯一的線索就只有死者留下的一串字母。

柯南、步美等人從博士家里找到了一封四十年前來自博士初戀情人的信，信上除了說每十年在回憶的地點見面之外，還留下了一串像是暗示地點的數字，而今天剛好是四十年后的相約之日。經過推理，他們一行人來到動物園，將信上的數字與動物入園的順序相結合，他們找到了飛鼠館，而正巧在他們的面前站著一位女性，她會是阿笠博士的初戀嗎？