阿笠博士帶著少年偵探團去朋友家的別墅玩，眾人卻在別墅的院子里發現一名倒在血泊中的男子，經證實此人正是俗稱“佐羅”的連環搶劫縱火犯的同黨伊勢原祐二。為了解開謎團，柯南只身一人前往深山，目睹了佐羅意圖殺害伊勢的場面。想要解圍的柯南在和伊勢一起逃亡的過程中被逼上了臨海的懸崖，在佐羅的追殺中不慎墜落懸崖的二人命運將會如何？

為了追蹤倉田屋駒吉的下落，柯南等人來到荻市進行調查，卻不慎遭到了神秘人的槍擊，所幸無人受傷。因擔心明日香的安危，毛利小五郎迅速向明日香致電，正當二人通話時，明日香卻遭到了神秘人的綁架。寶田先生告訴眾人犯人疑似是藤木律師，并猜測明日香被綁架的地點在指月公園。而柯南則在明日香掉落的手機中發現了其他線索，只身一人前往目的地搜尋明日香的下落。

警方開始調查啤酒王子南北家O太郎的死因，大家都有不在場證明，小五郎斷言這是一場意外事故。但警方卻從Q次郎的尸檢報告中發現了疑點，經檢查發現Q次郎尸體肺部里的水并不是池塘水而是自來水，而O太郎的房間里發現了監聽器，上面還有Q次郎的指紋。更令人驚訝的是桌子上留下的指紋是O太郎的，而這指紋竟然與七年前搶劫殺人案犯人留下的指紋是一致的。

目睹柯南墜崖的眾人陷入了痛苦和無助之中，警察署的搜查工作也一籌莫展，然而小哀卻覺得此事另有蹊蹺，便獨自上路尋找柯南。另一方面伊勢原在柯南的幫助下成功脫險，二人在山中的木屋與小哀相遇。在三人的設計和警方的幫助下，抓捕佐羅的行動圓滿完成。正當眾人以為此事已畫上句點時，柯南卻發現案件仍有疑點……

柯南確信被警察盯上的千野并不是真正的犯人，而尸體的第一發現者福田先生和催促番藤與天城協商的江崎小姐都有殺人的機會，但在調查中柯南并沒有得到這方面的線索。案件的條理逐漸明確，犯人殺死天城和番藤的目的是為了陷害千野，想起千野偶爾擔任推理小說新人獎的審查后另一條線索出現了。