園子中學時的好友矢內小姐拜托小五郎幫她重新調查姐姐的自殺案件，而她也是這次事件的目擊者之一。被警方認定為自殺案件的這起事件還存在著很多疑點，事發當天正在商量明年創立祭的矢內小姐和顧問児玉老師看到了受害人在模型社里自殺的一幕，第一個趕到現場的是受害人的未婚夫柴垣老師，而柯南在還原現場時看出了端倪。

毛利收到的信件上寫著有人要殺害美術館館長的內容，前去拜訪的柯南等人目睹了好幾次差點讓館長喪命的危機。而今天前來拜訪的赤座先生已經被殺害，懷疑壬生小姐行跡可疑的柯南和小蘭正準備親自聯絡警方的時候卻遭到了襲擊，美術館里的三個員工是共犯，而館長現在將要面臨危險。

在小蘭做出大膽舉動的同時新一也開始了推理，當沢栗熏得知最后離開妹妹房間的人是光井后，便將槍口指向她，但新一卻說兇手不是她，緊接著他說起了死者的成名推理作品，將沢栗未紅與書中主人公的命運向聯系，正是這種亦真亦幻的錯覺導致她自殺死亡，聽到新一這樣的推理，沢栗熏難以接受，就在他精神崩潰之時，警察沖進來將他制服，雖然最大的威脅解除，但這起案件并未結束。

通過新架設的偵探事務所網頁得到了一份乍看之下很簡單的委托，當小五郎帶著柯南、小蘭和安室前往更改的見面場所后依然沒有見到委托人，再次回到事務所的他們又收到了委托人的訊息，佯裝離開事務所的他們發覺了其中的蹊蹺，再次回到事務所的他們準備揭穿嫌犯的手法，但在這時他們卻聽到了廁所里傳來的槍聲。

柯南以工藤新一的身份聯系沢栗熏，并讓他拍照傳送這三位嫌疑犯的簽名書，期間，新一得知了沢栗熏的外號鶯鳥并推敲出了沢栗未紅取綽號的規則，根據死者生前在SNS留下的信息，新一知道了兇手是誰，但他卻無法冒著犧牲兩條人命的風險揭露真相，所幸警方的狙擊手已經就緒，然而，小蘭卻做出了讓人吃驚的舉動……