學(xué)校里最近發(fā)生了很多詭異的事情，而且教導(dǎo)主任在沒請假的情況下也消失了好幾天，當(dāng)柯南向老師和校長問及此事時，大家也都避而不語，為調(diào)查真相少年偵探團夜探帝丹小學(xué)，附有學(xué)生名字的娃娃，移動的人體模型，窗戶后面的黑影，樓梯上的煙霧和扶手上的紅色顏料，以及自己班級里突然出現(xiàn)的十幾個黑影，雖然這一切看似撲朔迷離，但是真相只有一個。

收到市川產(chǎn)業(yè)的會長的委托而且參加了在會長家開的party的小五郎他們，為了確定公司的繼承人調(diào)查了會長的女兒們。在柯南跟蹤一重小姐時卻不慎被人暈倒，當(dāng)他起來趕往會場的時候市川卻因為突發(fā)心臟病倒地身亡。但市川真的是因為突發(fā)心臟病死亡卻引發(fā)了市川的女兒們的爭論。而從包里搜出的注射器的一重也成為了頭號嫌疑犯。但在柯南推理下最終發(fā)現(xiàn)了真兇的身份。

少年偵探團碰到了綠美容館的店長綠和店員美香發(fā)生爭執(zhí)，因從中聽到美香要辭職的信息，步美表示很遺憾，但美香說可以幫步美剪次頭發(fā)。次日，大家陪步美去美香公寓時，卻發(fā)現(xiàn)她橫尸家中，之后警方介入調(diào)查并從死者的指甲縫中發(fā)現(xiàn)藍色塑膠碎屑，這時店長綠也趕來確認尸體，柯南從她的表情和怪異的舉止斷定她就是兇手，可是兇器到底是什么？在灰原的提醒下，柯南把目標(biāo)轉(zhuǎn)向垃圾，一番搜查后卻一無所獲，柯南這次真的判斷錯誤嗎?

柯南一直到吃晚飯的時候都還不見蹤影，博士去找他時也被不明人士打昏。深夜，不放心博士和柯南的灰原等人決定在古堡進行搜索，然而他們卻沒有發(fā)現(xiàn)兇手正悄悄跟在他們后面，大家跟著灰原來到柯南消失的密室，并發(fā)現(xiàn)了血跡和石頭上的留言，古堡越來越詭異，之后，光彥和元太也不知了去向，步美和灰原進一步深入古堡，就在她們也發(fā)現(xiàn)那具骷髏時，兇手出現(xiàn)。

雖然少年偵探團被發(fā)現(xiàn)且命懸一線，不過幸好柯南及時趕到，大家得以解救，至于這個黑衣女人根本不是組織里的人。回家的路上，灰原識破柯南的身份并說自己是黑衣組織的人，而阿笠博士現(xiàn)在已經(jīng)……，聽到這些，柯南匆忙趕去博士家卻發(fā)現(xiàn)博士安然無恙，而這時灰原也回到家，原來她因為姐姐的事情已經(jīng)背叛了組織并且服用了和柯南一樣的藥讓身體變小，走投無路之下來到工藤家，被博士發(fā)現(xiàn)而收留。