紅色噴漆事件是近期發生的惡性連續破壞車輛案，沒想到千葉警官的車子也遭到毒手，接到報警電話和由美警官一起趕來的女警新人竟然就是千葉警官的初戀情人淼子，知道這些的柯南等人順水推舟讓千葉和淼子一起調查此案，想要借此機會讓遲鈍的千葉回想起來，而在兩人調查的地下停車場內卻發生了追撞事故，而這次事故似乎與紅色噴漆事件有著關系。

委托小五郎調查男友柘植是否有外遇的笹森小姐不幸從石階上墜亡，三個月后小五郎又接到了柘植的電話，他表示會公開殺害笹森小姐的兇手。除了小五郎之外，在葬禮上吵成一團的三人也都被叫到了現場，但當他們一起進入房間后卻發現柘植先生已經被人殺害，而殺害柘植先生的兇手必定也與笹森小姐的事件有所關聯，而兇手就在受邀前來的三人里面。

被襲擊的迫田暈倒前指向了小蘭，擁有空手道段數的小蘭被懷疑，尋找到目擊證人的柯南還從飾演過蝴蝶夫人的兩位演員身上找到了小蘭飾演角色的原型，而劇本內第二起殺人事件的死亡訊息也不知道蘊含著什么意義。案件變得更加撲朔迷離，擁有犯罪嫌疑的人越來越多，而在案件還沒解決的情況下又有人遭到了襲擊。

在小蘭的跆拳道社學姐鏡堂奈奈美的邀請下，少年偵探團的眾人來到了鏡堂家尋找傳聞中的寶藏，非常熱衷建筑的上一代家主鏡堂征太郎在這座宅邸中設下了各式各樣的機關，而沒有入口和窗戶的暗黑之塔也是其中之一，而在奈奈美帶領他們在宅邸四處參觀時突然聽到了女性的慘叫聲，奈奈美的母親不幸從塔上墜亡，前去調查兇手的途中灰原卻不見了蹤影。

在死去的西澤家里發現了作案的手法和遺書，看似自殺的現場還存在很多疑點，在現金還沒有歸還的情況下小五郎檢查繼續調查。西澤的好友田中和公司社長的互相指正引起了小五郎的懷疑，而一路探查的柯南看到了漂浮在宇田川河面上的部分鈔票，經過整理之后柯南得知了這次事件的兇手，而他將代替感冒的小五郎為大家揭曉真相。