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。

少年偵探團、灰原與柯南等人發現小說家萬田年久的弟子原本高平在家中遇害。目暮調查了死亡推定時間內的不在場證明。萬田說他從昨晚起一直把自己關在旅館的房間內、案發時也沒出過房間。高木發現旅館和原本家確實很近。可是，島木說自己確實在旅館的候梯廳等萬田，而萬田的貓最終暴露了他犯罪的事實。而最終萬田也承認了自己的罪行。

佐藤警官在分別對三個嫌疑人秘書穴吹晴榮、撰稿人出島覺治和攝影師垂水進行偵訊之后，并未發現有何異樣，就在柯南絞盡腦汁破解密室手法之時，高木警官一句無意的話提醒了他，可是因為佐藤警官在場柯南不便麻醉小五郎，他只能暗中提示，所幸大家在他有意識的引導下，解開了真相。雖然案件解決，但佐藤警官的戒指之謎還有待高木破解。

小說家萬田年久在旅館里趕寫小說，在編輯島木催稿離開房間后，萬田化裝成服務生，帶著貓咪諾貝爾離開了旅館。萬田路過柯南等人打簡易棒球的場地，進入了弟子原本高平的家。萬田從代理作者原本那里得到原稿后，將其殺害了。而偶然將球打入的柯南一行進入房間后發現了被殺的原本。柯南則發現了萬田的不自然。

東西南北四個代表簡單做了自我介紹以后，就各自回房休息，吃飯的時候卻發現導播被人綁在形如密室的房間內，所幸生命沒有受到威脅，就在大伙兒忙著尋找線索時，照顧他們起居的甲谷突然說這是比賽的第一題，北部代表越水七規承諾一小時之后就能重現密室手法，等待期間南部代表時津潤哉說起了一年前的薰衣草殺人事件。時間一點點過去，越水遲遲不現身，待大家趕到時，他已死在了密室中。