7年前杯戶街上發生了一起搶劫殺人案，案件當時只有一個目擊證人，那就是5歲的小女孩友里未央奈。7年后小五郎帶著蘭和柯南一起來到鳩笛莊度假，友里未央奈正是鳩笛莊女主人的女兒。來度假的客人井出正也無意間談起了7年前很熱門的特攝劇彗星假面超人比恩，這讓友里未央奈陷入了恐慌之中，因為當年那起搶劫殺人案的犯人戴的就是假面超人比恩的面具。

小五郎讓柯南和小蘭陪他一起去位于大分的別府溫泉旅行，說到別府溫泉最有名的莫過于地獄巡游之旅，就在小蘭和柯南興致勃勃討論的時候小五郎卻在一旁默不作聲。在柯南和小蘭的逼問下小五郎才說出了實情，這次的旅行目的是尋找仲代電氣社長的女兒麻奈美，柯南根據照片找到了麻奈美所住的旅館，但這僅僅只是開始。

千葉警官在警局四處詢問有關“不明飛行物”的線索，卻毫無所獲，這天他回到家，收到了聲稱是自己宇宙第一大粉絲的人寄來的神秘郵件。在另一邊，名為和田陽奈的女高中生來到毛利事務所，委托小五郎調查杯戶公園“UFO”一事。杯戶公園隔壁的杯戶高中發生殺人案件，這兩者是否有聯系？

根據友寄夫人的回憶，寫有打開機關盒方法的紙條被丈夫藏在了某本書中，眾人紛紛開始查閱圖書館中的藏書。柯南在回憶友寄夫人所言之后，頓悟了紙條被藏匿的方法，并推理出紙條所在的書籍。正當眾人齊心協力想要從書中找出紙條時，圖書館突然停電陷入一片黑暗，柯南等人趕緊前往放置機關盒的展廳，卻發現基德早已留下卡片逃之夭夭。

小五郎竟然拒絕去看沖野洋子主演的新電影，原因是這部電影的原型很像他和妃英理，正當他們爭論的時候小蘭接到了一個聊天軟件的申請，同意后小蘭竟然收到了媽媽妃英理的求救，就在他們疑惑的時候另一個相同的賬號也加入了聊天，柯南一眼看出妃英理遇到了危險，而犯人正在擾亂他們的判斷。