受到服部的邀請，小五郎、小蘭和柯南前往大阪參加一個名為3K餐廳的開幕酒會，餐廳老板是前職業拳擊手里卡巴雷、美國職棒投手邁克諾德和柯南的偶像職業足球選手雷卡迪斯三人，沒有想到就在柯南等人協助他們進行一場秘密計劃的時候，槍聲突然響起，柯南和服部匆忙趕到發出槍聲的房間，發現美國報社記者埃德麥肯竟然被人槍殺橫尸屋內，警方立刻對所有來賓進行排查，另一邊服部發現柯南的表現很反常。

服部收到了一封古怪的委托信，于是，他們一行人便來到了美國島，沒想到這封信的寄件人紗織卻在三天前失去了蹤影，當晚，島上熱烈的慶祝一年一度的儒艮慶典活動，傳說有位吃過人魚肉的長壽婆，任何人只要拿到她念過咒的儒艮之箭，就能實現長生不老的美夢，但就在慶典進行期間，沙織的朋友壽美竟然被人發現勒死在瀑布上，服部和柯南認為這是一起殺人事件并著手進行調查，然而在為壽美守靈的晚上又發生了一件慘案。

步美無意中看到了連續縱火的犯人，便前去警局做相關的供詞，之后，少年偵探隊與高木和佐藤警官開始展開調查，然而沒想到當天居然是佐藤父親的殉職忌日，大家也不禁談起了這件“愁思郎案件”，佐藤警官還碰到了父親高中時的老友，這時，目暮警官打來電話讓白鳥和高木前去抓捕縱火犯嫌犯，期間高木想通了十八年前所發生的案件的真相，可當他打電話給佐藤時，卻沒有注意到兇手就在身后。

柯南在調查橘律師釣魚的小船之后發現可疑的痕跡和莫名遺失的船錨。之后衫村小姐說出熊田達也事情的真相。在看到約翰的狗屋的牌子之后柯南發現了兇手的身份。利用小五郎的沉睡，柯南向眾人闡述了兇手利用潮水漲落的犯罪手法和殺害熊田達也的發法。而兇手也主動承認了罪行并道出了殺人的理由。

為了救被綁架的詹姆斯，少年偵探團努力推理他留下的“P&A”的意思。步美把自己的偵探徽章留在了詹姆斯那里使眾人得到了詹姆斯的鎖在位置。他們還得到了佐藤警官等的幫助，向犯人發起追擊。而經過推理，柯南領會到詹姆斯信息原來指的是自己被綁架到假冒的警車之中。而為了確保詹姆斯的安全，柯南眾人采取了非常的營救手段。