小五郎應邀去一個劇團監控現場狀況，查看中柯南誤入道具室，沒想到他竟然在那里聽到了演員駒塚的殺人計劃，而且自己還十分不幸的被駒塚發現并監禁了起來，計劃逃跑的這段時間內，演員伴野和矢吹陸續來到這里在道具上做手腳，得知了三個心懷鬼胎的人所制定的殺人計劃后，柯南能否在戲劇開始前阻止他們的殺人行動？

少年偵探團在米花公園附近遇到了步美以前的鄰居秋本小姐，她正準備去附近的警局找每晚都能遇到了大胡子警察道謝，沒想到詢問后卻發現根本沒有這個人，碰巧這附近頻頻發生闖空門事件，大家懷疑那個假警察就是盜竊犯，于是柯南他們分頭展開調查，意外的是大家都對這個冒牌警察贊不絕口，他到底是誰？又是為了什么目的而假扮警察？

在東京的松陰神社，少年偵探團及時救下了被男子襲擊的小早川公子小姐，為了尋找她爺爺藏起來的足以買下國家價值連城的寶藏，大伙一起前往她的老家津和野在中途的新山口車站，遇到了自稱是公子小姐的朋友川子茂先生，但柯南和灰原注意到這并非他的真名，到達之后，他們又發現了新的暗號，順著線索來到了萩市，沒想到襲擊公子小姐的人那些人將灰原、光彥和公子小姐帶走。

對三天后即將失效的殺人案兇手不斷發出挑釁言論的犯罪心理學家平棟堂次，在自己家中遭到殺害，兇手在他的背上刻下了Z字型傷痕。為找尋更多的線索，柯南等人跟著高木警官來到了二十年前的受害人家中詢問相關案情，雖然只得到了零星線索，但柯南卻將它們串聯起來并發現了共同點，那就是這四名被害者或許是一起打麻將的牌友，于是，高木和柯南等人決定順藤摸瓜，逐一調查他們可能去過的麻將館。

柯南、少年偵探團、哀、阿笠博士來到阿笠博士友人所在村莊觀光，在夜晚的溪邊等待放螢火蟲時，村長的兒子中嶺和助手垂水乘坐運送螢火蟲的貨車到達。垂水打開貨車上的箱子，螢火蟲便成群結隊的飛了出來。元太為了要抓螢火蟲，爬上了貨車，隨手拿走了貨車上的手電。在大家陶醉于欣賞螢火蟲時，助手垂水接到一通中嶺打來的電話，說中嶺在烏帽巖，救命。柯南等人到達時，發現中嶺已經死在車內，地上放著疑似有毒的飲料瓶，車內還飛著一只……螢火蟲。。。