為了做天體觀測，阿笠博士帶著少年偵探隊來到一個坐落在深山里的旅館，期間結(jié)識了旅館老板天土，以及應(yīng)邀而來的野之宮悅子、二川和御上。就在大家準(zhǔn)備上山看星星的時候，居然發(fā)現(xiàn)了一具已經(jīng)化為白骨的尸體，死者還故意留下了死亡訊息——六根煙頭，當(dāng)晚，二川的尸體被少年偵探隊發(fā)現(xiàn)，并且他的手中也握著煙頭。

牛迂的死因是喝了摻進(jìn)氰化鉀的綠茶后中毒身亡。神奈川縣的橫溝警官發(fā)現(xiàn)裝著氰化鉀的瓶子翻倒在尸體下。然而牛迂打開了綠茶的瓶蓋后沒人再碰過，因而他斷定這是自殺案件。但柯南卻對此很懷疑。之后柯南發(fā)覺元太的舉止很古怪，于是調(diào)查三瀨等人的車內(nèi)垃圾，找到了決定牛迂絕他殺的證據(jù)。犯人也最終承認(rèn)了自己的罪行。

13年前，發(fā)生過的國友淳大的沉船海難事件和公館全體工作人員的家屬死亡事件漸漸的浮上水面。柯南認(rèn)為有恐高癥的波花不會接近關(guān)口被殺的3層的陽臺，所以很難行兇。同樣茂子，綿引，赤冢也有奇怪的習(xí)慣和病癥，都不太可能是殺害關(guān)口的犯人。而在藥瓶上檢測出來的未知的指紋更使兇手的身份疑團加深，但是在柯南的推理下最終確定了兇手的身份。

倫子在密室中上吊死了。群馬縣的山村警官認(rèn)為這是一起偽裝成自殺的密室殺人案而展開了搜查，并向純，享，耀治等人詢問情況。而三人案發(fā)時看起來也沒有什么異常。之后柯南留意到只有書架上的百科辭典沒有按卷數(shù)依次擺放的細(xì)節(jié)并找到了隱藏在書架里的密道并已毛利小五郎的省份給山村警官發(fā)送了提示短信最終將犯人抓獲。

警方并沒有找到柯南等人看到的當(dāng)時那名男子所穿的灰色外套和背包，就在高木和佐藤準(zhǔn)備離開的時候，已經(jīng)知道兇手手法的柯南有意向他們做出暗示，根據(jù)柯南的提示警方破解了兇手制造不在場證明的手法，因此，加藤終究難逃法網(wǎng)。破案之后，高木警官決定在離開之前向佐藤警官表白，可是話剛到嘴邊，目暮警官就突然出現(xiàn)并告訴他……