倫子在密室中上吊死了。群馬縣的山村警官認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依次擺放的細節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送了提示短信最終將犯人抓獲。

在趕來支援的FBI的幫助下，柯南他們將獨自駕駛摩托的水無包圍，然而，馬路上卻出現了一個撿球的小男孩，為不傷害小孩，水無出車禍受傷。另一邊，今恩在水無換下的衣物里發現了粘在鞋底的發信器和竊聽器，便臨時決定變更目標向米花鎮駛去，柯南察覺到他們的行動，意識到小五郎性命堪憂，也匆匆趕往米花鎮，而此時黑衣組織已經瞄準了小五郎……

新田太太在路上偶遇買蛋糕的柯南和小五郎，于是，她急忙將小五郎拉到自己鄰居山本的住所，拜托他處理山本自殺的案件。從現場來看，死者山本是坐在沙發上，嘴巴大張用自己的改裝手槍結束生命，同時在扣動扳機的瞬間也打破了裝有蝴蝶的恒溫箱，柯南認為這是一起謀殺案，但是兇手是如何讓死者嘴巴大張，從而營造出自殺狀態？

茱蒂用槍破壞了附近的灑水器，隨意噴灑的水讓所有人都以為下起了雨，大家紛紛拿傘遮雨，這無疑讓躲在樓頂的狙擊手無法射擊，此次計劃也只好暫時取消。之后，柯南讓阿笠博士和灰原先離開并讓他們保護好小蘭和小五郎，他和茱蒂坐上了詹姆斯的車繼續進行追蹤，并得知今恩他們將在VaneB進行暗殺，柯南推斷Vane B就是鳥矢大橋。

警方對酒廠的所有人一一進行偵訊后，卻并沒有發現時什么異常，但柯南卻提出了兩個疑點，即兇手為什么要把尸體搬走，又為什么在兩天之后暗中告訴警方尸體的位置。為了思考這兩個問題，柯南想破了腦袋，直到他從換班休息的酒廠老員工哲田那里得知了以前的事情，隨后他冒充小五郎打電話給警方，讓他們調查一件事情，結果正好證實了他的想法，兇手一定就是那個人！