柯南陪小蘭和世良等人在商場逛街，幾個女孩子試泳衣的場面讓他感到十分尷尬，便借口去別的柜臺得以脫身。正當柯南四處閑逛時，恰好目睹了兩名女顧客和店員爭執的場面。購物結束的小蘭等人與柯南會合準備離開，卻聽到不遠處傳來慘叫聲，原來是剛才發生爭執的其中一名女顧客死在了試衣間里。死者留下的訊息引得眾人紛紛猜測，柯南能否憑借這些蛛絲馬跡找出真兇？

日暮警官有事求助于小五郎，最近一件殺人案讓他非常苦惱。舞濱龍二是文學家靈岸雄高的外甥，靈岸先生在家被人謀殺，根據目擊者的證詞，警方鎖定犯罪嫌疑人就是舞濱龍二。但就在離起訴期只剩兩天的時候，舞濱龍二突然推翻之前的證詞，說靈岸先生被害那晚他正在自家附近實施入室搶劫，受害者的證詞也證明了這點。靈岸家與舞濱家距離有一個多小時的車程，舞濱龍二到底是怎么錯過時間差實施殺人犯罪的，這讓日暮警官百思不得其解。

少年偵探團的理科自由研究作業是拍攝鎮子的全景照片，為此阿笠博士帶他們來到云丸山露營，在山中小屋他們遇到了正在爭吵的四人，而三年前意外去世的元木是他們爭吵的焦點。爭吵過后岳美負氣離開睡在了懸崖底下，半夜的時候榮子等人為三年前因意外去世的元木默哀，正好醒來的柯南見證了這一幕，但在第二天元太卻發現山下的岳美小姐倒在了血泊中。

外出露營的少年偵探團為了避雨來到了一棟別墅，別墅內的男傭人告訴大家最近房間內有幽靈出現。在交談中，柯南等人得知別墅的女主人不久前剛剛去世，而男主人則認為幽靈是女主人回到了家中。關于出現幽靈一事，女傭人似乎顯得十分不適，而男主人的侄子似乎行跡也有些奇怪。柯南察覺到幽靈之事必有蹊蹺，決心與少年偵探團一同查明真相。

為了和靈魂偵探堀田凱人進行對談，柯南跟著毛利小五郎來到了酒店，但到時發現堀田已被殺害，其隔壁房間的客人竟然是世良。柯南和世良在案發現場進行了一番調查，罪犯的手法與關鍵性的證據全被找了出來，就在柯南準備和往常一樣進行推理時卻發現自己的變聲器不見了，而這時竟有人很自然的用他遺失的變聲器開始模仿小五郎的聲音進行推理。