元太帶朋友們來到一家寵物店，沒想到居然發現了老板白井的尸體，奇怪的是在他的店里居然出現了本不該在這個季節出現的甲蟲，為了進一步進行調查，他們從寵物店里拿了一張群馬縣甲蟲博物館的宣傳單，與偶遇的高木一起驅車趕往群馬，在這里他們認識了博物館職員荒木、甲蟲研究家榛名和雜志社編輯石田，當得知白井被殺的消息后，每個人都連忙推卸，但根據目前掌握的線索，兇手一定就在他們三人之中。

但是覆面角斗士狼人的對手永瀨豹太在休息室被發現。從犯罪時拍攝下來的錄像帶里目暮警部判定以狼人、牛込嚴、佐熊浩之、野狼4名角斗士為嫌疑犯進行詢問。另一方面，柯南看到錄像帶里拍到的犯人的后腦，注意到不自然的地方并由此推斷出了兇手的真實身份。而正因為對于面具的不適應暴露了兇手的真實身份。錄影帶里的證據面前兇手最終承認自己的罪行。

追蹤光彥而來到群馬縣山中的柯南他們，得知一名連續殺人犯逃入了同一森林中。沿著小河走的光彥與推理中的柯南用偵探徽章呼叫他時，光彥被殺人犯逮著。哀告訴柯南沼淵原來是組織的成員。柯南正要告訴哀光彥來此的目的時，光彥的徽章聲音迫近了。終于在眾人找到光彥的時候驚訝的發現他和光彥在一起！原來兩人都只是為了來看螢火蟲。

警察在調查玲治、拓人、晴華的時候，柯南發現野營車的敞篷車頂黏著血跡，之后柯南在現場附近找到了帶血的塑料布，雖然查明殺人的詭計卻沒有辦法確定犯人是誰。而在觀察三名嫌疑人之后柯南最終確定了犯人。而在確鑿的證據面前，兇手最終承認了罪行，并道出了因為不滿以金錢玷污了友情的泰美而最終殺害她的事實。

此次幽靈恐慌的第二天，柯南他們下榻的民宅的主人—永倉先生被人襲擊了。永倉先生雖然沒有生命危險，但是犯人是誰卻不得而知。警察以重要參照人為理由帶走了從在進行地球遺產登陸委員會那里派來的缺德調查官川治，但柯南卻發覺這其中不自然的地方，最終少年偵探團的各位找到了真正的犯人并將找出了幽靈少女的真相。