柯南，小蘭和小五郎一行三人搭乘開(kāi)往北海道的特快列車北斗星三號(hào)，在通過(guò)隧道的時(shí)候珠寶商人出云被人槍殺，兇手將車窗射穿跳出車外逃跑，之后警方又在隧道之中發(fā)現(xiàn)了疑似歹徒的男人，這宗命案的過(guò)程簡(jiǎn)直跟柯南的爸爸工藤優(yōu)作一篇未發(fā)表的推理小說(shuō)一模一樣，期間一個(gè)言行奇怪的女人引起的柯南的注意，在柯南揭穿她的謊言后，她終于暴露了身份。

因?yàn)榭履喜聦?duì)了海豚旅行團(tuán)所出的謎題，于是，為三人贏得了一次免費(fèi)乘坐交響樂(lè)號(hào)去小笠原的機(jī)會(huì)，能登上這艘船的只有十名乘客，在登記途中，小五郎碰見(jiàn)了老警察鮫崎，但聽(tīng)乘務(wù)員說(shuō)這艘船上還有第三名偵探，小蘭和柯南也無(wú)意中發(fā)現(xiàn)了這次活動(dòng)的組織古川，夜晚，大家聚在一起討論此次前來(lái)的乘客，當(dāng)聽(tīng)到葉才三這個(gè)名字時(shí)，每個(gè)人都面露驚訝之色。

雖然少年偵探團(tuán)被發(fā)現(xiàn)且命懸一線，不過(guò)幸好柯南及時(shí)趕到，大家得以解救，至于這個(gè)黑衣女人根本不是組織里的人。回家的路上，灰原識(shí)破柯南的身份并說(shuō)自己是黑衣組織的人，而阿笠博士現(xiàn)在已經(jīng)……，聽(tīng)到這些，柯南匆忙趕去博士家卻發(fā)現(xiàn)博士安然無(wú)恙，而這時(shí)灰原也回到家，原來(lái)她因?yàn)榻憬愕氖虑橐呀?jīng)背叛了組織并且服用了和柯南一樣的藥讓身體變小，走投無(wú)路之下來(lái)到工藤家，被博士發(fā)現(xiàn)而收留。

少年偵探團(tuán)從事務(wù)所的答錄機(jī)上聽(tīng)到天氣播報(bào)員淺野亞紀(jì)的留言，便私自決定代替小五郎去處理事件，來(lái)到電視臺(tái)后，亞紀(jì)熱情招待大家，還記下了柯南的call機(jī)的號(hào)碼，期間，亞紀(jì)接到了一通電話匆匆離去。在等待的過(guò)程中，柯南的call機(jī)收到了亞紀(jì)發(fā)來(lái)的留言，根據(jù)這些陸續(xù)發(fā)來(lái)的數(shù)字，大家推斷出亞紀(jì)一定是遇到了危險(xiǎn)，經(jīng)過(guò)反復(fù)推敲和琢磨，柯南終于明白了其中的含義，并按照這個(gè)訊息找到了被綁架的亞紀(jì)。

服部把武田家的人和羅伯叫到發(fā)生兇案現(xiàn)場(chǎng)的二樓倉(cāng)庫(kù)，柯南將小五郎麻醉，在黑暗之中道出兇手所使用的手法，當(dāng)被問(wèn)及兇手是如何在這個(gè)形如密室中的倉(cāng)庫(kù)作案時(shí)，柯南的回答卻是兇手根本沒(méi)有出現(xiàn)在兇案現(xiàn)場(chǎng)，那么兇手到底如何作案？信一為何會(huì)虐待自己的女兒美紗？美紗自殺的真正原因到底什么？是怎么樣的誤會(huì)導(dǎo)致武田家頻頻出現(xiàn)慘案？