在小蘭做出大膽舉動的同時新一也開始了推理，當沢栗熏得知最后離開妹妹房間的人是光井后，便將槍口指向她，但新一卻說兇手不是她，緊接著他說起了死者的成名推理作品，將沢栗未紅與書中主人公的命運向聯系，正是這種亦真亦幻的錯覺導致她自殺死亡，聽到新一這樣的推理，沢栗熏難以接受，就在他精神崩潰之時，警察沖進來將他制服，雖然最大的威脅解除，但這起案件并未結束。

在園子的邀請下，柯南、小蘭隨她一起前往杯戶飯店享用“蛋糕吃到飽”，然而在搭公車的途中他們遇到了一位截拳道高手，這位與小蘭勢均力敵的對手到底是什么人？到了杯戶飯店后，得知蛋糕吃到飽餐廳已經截止入場的小蘭和園子大失所望，這時，突然傳來尖叫聲，有一名男子從高處墜樓身亡，目擊人晝川表示樓頂有人影閃過，但當柯南趕到樓頂時卻只發現了外套和鞋子。

為了趕上先搭上巴士前往滑雪場的少年偵探團一行人，柯南和灰原只好請昴先生駕車前往，途中他們巧遇高木警官，正在和高木警官談話的時候事件發生了。趕往現場后他們看到了從公寓高樓墜落的遺體，案發現場附近發現又三人認識墜落的男子，在搜查之后啤酒的泡沫、咖啡的熱氣和未燃完的香煙成為了三人不在場證明的證據。

從火災現場逃出來的柯南等人看到的是跪坐在地上的初穗，想要殺害館長的三人卻反被殺害，而初穗承認自己失手將想要對館長下手的姐姐殺死，看到現場遺留的物品后柯南有了線索，這并不是一起單純的正當防衛，在這個事件的背后還隱藏著不為人知的真相，隱藏在能面背后的真正兇手到底是誰？

與這起密室殺人事件有關的三人都被問話，柯南對這起在自己身旁發生的殺人事件已經有了眉目，但在波本面前他沒有辦法利用麻醉槍。無法讓小五郎沉睡的柯南只能將大家向案件的真相誘導，而在這場推理中解密的正是波本，案件雖然順利解決，但案件的背后又是一個悲傷的故事。