在東京的松陰神社，少年偵探團及時救下了被男子襲擊的小早川公子小姐，為了尋找她爺爺藏起來的足以買下國家價值連城的寶藏，大伙一起前往她的老家津和野在中途的新山口車站，遇到了自稱是公子小姐的朋友川子茂先生，但柯南和灰原注意到這并非他的真名，到達之后，他們又發現了新的暗號，順著線索來到了萩市，沒想到襲擊公子小姐的人那些人將灰原、光彥和公子小姐帶走。

步美發現圖書館的書被人撕掉了一頁，氣憤的她決定找出“元兇”，根據借書卡的記載，柯南和步美找到了內藤司，可他今天卻沒上課，與此同時，學校的巖石標本也人被偷偷走，柯南認為這可能是司所為，于是找到了他家，在查看了司的房間后，他們發現了一張寫有暗號的字條，少年偵探團集結智慧，終于在大濱海灘找到了想要喚回逝去母親的司。

放課后，小林老師神神秘秘的讓同學們都離開教室，待大家午餐完畢返回教室，卻發現黑板上留有一張“怪人二百面相”的字條，柯南一眼就看穿了這個江戶川亂步迷老師的意圖，之后，同學們又紛紛從自己的抽屜里找到了數字和篩子的圖紙，柯南輕松看出暗號的所指，就在他要揭秘時卻被廣播叫走，解謎的重任就交給了1年B班所有同學，沒有柯南的幫助，他們能否解開暗號找到老師呢？

在FBI制定作戰計劃的同時黑暗組織就已經展開了行動，他們以南田陸道的名義寄給FBI一盆花，就在柯南推測敵人的意圖時，杯戶中央醫院突然涌來大波病患，這無疑也是黑暗組織的安排，在處理完花盆里埋的炸彈后，醫院陸續出現送貨員，而這些貨物全部都是黑暗組織送的炸彈，如果醫院爆炸，后果不堪設想，柯南和赤井秀一又會采取什么行動？

當晚，這名潛入醫院的黑暗組織同伙南田陸道果然展開了行動，但同時FBI也暴露了行動，南田陸道在驅車逃跑的過程中舉槍自盡，雖然柯南破壞了他的手機但他還是通過其他手段將搜集來的信息傳給了組織。既然事情發展到這種地步，轉院無疑就是在向黑暗組織昭示水無憐奈就在這里，所以只能另想對策。另一方面，英祐伺機潛入了水無憐奈的病房，并發現她早已從昏迷中蘇醒。