柯南，小蘭和小五郎一行三人到飯店避暑，正巧在這里碰到了和其他律師一起來這里度假的妃英理，當晚為了找尋酒醉未歸的小五郎，竟然發現了死在密室里的律師律子，然而糟糕的是，小五郎竟然就睡在這個房間里，于是小五郎就以案件重要關系人的身份被帶回了群馬縣警局，佐久作為辯護律師一同前去，而柯南和妃英理等人則留在現場進行調查。

服部收到了一封古怪的委托信，于是，他們一行人便來到了美國島，沒想到這封信的寄件人紗織卻在三天前失去了蹤影，當晚，島上熱烈的慶祝一年一度的儒艮慶典活動，傳說有位吃過人魚肉的長壽婆，任何人只要拿到她念過咒的儒艮之箭，就能實現長生不老的美夢，但就在慶典進行期間，沙織的朋友壽美竟然被人發現勒死在瀑布上，服部和柯南認為這是一起殺人事件并著手進行調查，然而在為壽美守靈的晚上又發生了一件慘案。

砂岡被槍殺了，來福槍在山里被發現所以認為是外部的人干的。但是有疑點，柯南在詢問了小五郎之前與砂岡的電話內容之后明白了明白山莊里的人物也可以殺人后，柯南發現了散落的玻璃碎片，明白了犯罪的手法。再一次的借毛利小五郎的身份指出了犯人。而犯人的計劃也因為鞋子上粘到的玻璃碎片宣告失敗。

柯南將園子麻痹，借用變聲器將四個嫌疑犯中的其他三名排除，那么，剩下的那一個人就是兇手，之后柯南又拜托高木警官和小蘭將案發時尾藤仍在進行格斗的場景重現，戳穿了兇手混淆大家視聽的手法，至于兇手所使用的兇器雖然很早就被丟棄，但還是被柯南發現，兇器就在……

柯南眾人手表雖然找到了，但在護田家看MP4電影的出月被殺害了。柯南確信護田就是兇手，在調查了錄影帶機附近之后終于找到犯人利用錄影帶機而用花瓶砸暈出月的事實。而與此同時警局內有關毛利的卷宗全部被翻閱過的事實讓柯南驚覺自己是不是被黑衣人組織再次盯上了。在解決時間之后柯南匆忙回到事務所發現屋內空無一人原來只是虛驚一場。