柯南在從大阪回來的新干線中遇上了佐藤警官、高木警官。兩人正在押送毒品的秘密販賣者小倉。途中車內(nèi)發(fā)現(xiàn)可疑的炸彈包裹。就在佐藤前去查看之時留下高木警官的時候，犯人小倉要求去廁所，卻在廁所中用刀刺自己的腹部身亡。而在調(diào)查的過程中佐藤發(fā)現(xiàn)小倉血跡的疑點，并推斷出這是他殺時間而非自殺。

柯南，小蘭和小五郎一行三人到飯店避暑，正巧在這里碰到了和其他律師一起來這里度假的妃英理，當晚為了找尋酒醉未歸的小五郎，竟然發(fā)現(xiàn)了死在密室里的律師律子，然而糟糕的是，小五郎竟然就睡在這個房間里，于是小五郎就以案件重要關(guān)系人的身份被帶回了群馬縣警局，佐久作為辯護律師一同前去，而柯南和妃英理等人則留在現(xiàn)場進行調(diào)查。

小五郎帶著小蘭和柯南來到“黃昏別館”，途中還偶遇了同是偵探的千間降代，當他們到達之后才發(fā)現(xiàn)，此次受邀前來的茂木遙史、大上祝善、槍田郁美和白馬探都是名偵探，而在這棟別墅內(nèi)隨處可見陳年的血跡。在晚宴上，本以為能一睹這位別墅主人尊容的各位偵探卻掃興的發(fā)現(xiàn)，他居然頭戴面罩，并且還阻斷了所有道路，要求偵探們在這棟孤立無援的別墅內(nèi)幫他尋找寶藏。

柯南他們接受了委托，決定去解開似乎與穿紅色夾克衫的自殺者有關(guān)聯(lián)的公文包之謎，在去葵屋旅館的途中，遇見了山村刑警于是一起前往。小五郎等人到達旅館后，卻聽說已經(jīng)有個自稱“毛利小五郎”的人先到了旅館，不久之后卻發(fā)現(xiàn)假冒的小五郎在自己的屋子里上吊死亡了。而在死者的隨身物品中有一份過期的報紙和夾在其中的頭發(fā)，在柯南的提示下小五郎解開頭發(fā)的秘密慢慢接近真相。

柯南本想找坐在旁邊的灰原商量，可是灰原依舊渾身發(fā)抖，并在茱蒂老師詢問灰原身份時，對柯南發(fā)出暗示，柯南突然意識到可能有黑衣組織的人在車上，然而當務(wù)之急是找出歹徒的同伙，當公車駛?cè)胨淼罆r，歹徒讓咳嗽的乘客和新出老師換上他們的衣服并準備帶走一名人質(zhì)以方便逃脫，所幸柯南看穿了他們的計劃，他指揮少年偵探隊做好準備，在公車出隧道的一瞬間采取行動……