柯南，小蘭和小五郎一行三人搭乘開往北海道的特快列車北斗星三號(hào)，在通過隧道的時(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，這宗命案的過程簡直跟柯南的爸爸工藤優(yōu)作一篇未發(fā)表的推理小說一模一樣，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。

小五郎受推理迷林雅人之邀去米花町水族館觀看表演，沒想到在表演現(xiàn)場卻發(fā)生了命案，死者是女演員大沢美智子，警方在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)大沢的膝蓋處有貼布，詢問了同事后得知，她的腿偶爾會(huì)疼痛，并且在檢查了控制室和蚌殼裝置沒發(fā)現(xiàn)異樣后，推斷出大沢死于意外，然而，跟著警方一起調(diào)查的柯南還是發(fā)現(xiàn)了蛛絲馬跡，認(rèn)為這是一件有預(yù)謀的殺人案件。

小五郎因趕著去看洋子演唱會(huì)，從樓上摔下而骨折，和他同病房的有一個(gè)老人和因車禍?zhǔn)軅哪贻p人。某天，柯南和朋友們?nèi)メt(yī)院看望小五郎時(shí)，碰見老人的兒子關(guān)口，當(dāng)大家討論起近期發(fā)生的銀行搶劫案時(shí)，關(guān)口和同病房的年輕人都神色怪異，注意到這點(diǎn)的柯南，暗中觀察得知關(guān)口被那伙銀行強(qiáng)盜威脅，但最終在柯南和少年偵探團(tuán)的幫助下，關(guān)口的女兒得以解救。

柯南等人搭乘環(huán)形電車的時(shí)候，突然從二號(hào)車廂里傳來慘叫，一名女子橫尸車廂，發(fā)現(xiàn)尸體的是死者的三名同事，柯南注意到死者耳朵發(fā)黑并且有被針狀物刺過的痕跡，由此推斷是被人毒死的，警察趕到后對(duì)死者的三名同事進(jìn)行偵訊并檢查了他們的物品，柯南發(fā)現(xiàn)其中一人物品很是可疑，沒錯(cuò)，兇手就是她！柯南已將謎底已經(jīng)解開。

靜岡縣的橫溝警官特地找到小五郎拜托他調(diào)查一起怪異的案件，此次案件的受害者是演員小宮山，雖然被害者只有一名，但是前來自首說自己是兇手的卻有三人并且這幾人都有理有據(jù)的說出了自己的動(dòng)機(jī)和行兇方式，由于事情緊急，橫溝希望小五郎可以盡快做出推理。趕到案發(fā)現(xiàn)場時(shí)，柯南再次對(duì)證人進(jìn)行詢問，并得知了事情的真相，兇手是自首三人中的一人？還是另有神秘四人？