平松正樹刺殺了社長梅谷四朗，在乘車逃走的中途墜下懸崖死亡。警方判斷為事故，柯南卻確信此為殺人事件。看到梅谷被平松刺殺時的錄像帶后的柯南發覺了某種奇妙的違和感，在調查停車場后發現了一些奇怪的痕跡后解明了事件真相。在“沉睡的小五郎”的推理中犯人最終承認了罪行。

小五郎帶著小蘭和少年偵探團的孩子們來到被稱為地球遺產的人造木屋的集落·鬼澤鄉去觀光。這個村莊里最近流傳著小孩幽靈的傳言。而到了夜里，柯南他們為了確認幽靈而出去散步的時候，步美卻和少女幽靈相遇了暈了過去！而對于步美的發現村子里的人卻極力否認，到底是幽靈少女還是真有其人？

為調查鬼屋真相搜集更多的線索，柯南和小五郎一起對這棟公寓的其他三位住戶進行詢問，四谷和番町的房間里都擺滿了各種恐怖碟片以及會發光的鬼怪塑像，而另一位叫牡丹的研究生則是名絕對的無神論者，調查期間，總有飛蛾圍繞在他們身邊，這讓柯南靈光一現，沒錯，這些恐怖現象確實是人為的，并且這還與四年前那具死在公園里的女性焦尸相關，而兇手就是他！

從現場調查回來以后，柯南已經知道了兇手的犯案手法并且還找到了決定性的證據，萬事俱備，柯南用花言巧語讓小五郎做了特別辯護人，開庭前柯南還在妃英理面前重現殺人手法。妃英理和九條的對戰再度打響，柯南本想讓小五郎自己發揮，可他卻越幫越忙，于是，柯南以慣用手法將他麻醉，在法庭上揭露真兇。

和葉與小蘭在廚房找食物的時候，柯南和服部也出現在那里，并且兩人又在椅子下面發現了奇怪的名字，絞盡腦汁想要破解這些文字含義的柯南與服部兩人卻因為和葉無意中的一句話而茅塞頓開，雖然知道了兇手是誰，但卻找不到決定性的證據，于是二人設下圈套讓兇手自投羅網，一切都按計劃進行，兇手果然有所行動，可他卻不知道等待他的是兩名偵探！