雖然對現(xiàn)場進行了調(diào)查，但警方無論如何都找不到?jīng)Q定性的證據(jù)，束手無策之時，小五郎提出了他的自殺論，并且得到了目暮警官的認(rèn)同，就在警方準(zhǔn)備以自殺結(jié)案時，話劇中的黑衣騎士突然出現(xiàn)，在否定了自殺論之后，他摘掉面具，而面具下面正是那張讓小蘭朝思暮想的面容，沒錯，真正的工藤新一登場，在進行了一番精彩絕倫的推理后，他卻再次昏倒……

阿笠博士的朋友加納照也由于近日就要搬家的緣故，所以計劃將用不到的東西送給朋友，柯南等人在這里遇到了加納在愛犬協(xié)會的朋友綱島吉雄、土佐林和蓮木志乃，就在大家思考要帶什么東西回家作紀(jì)念的時候，加納家飼養(yǎng)的一只小狗道爾不見了，后來大家在焚化爐里找到道爾脖子上的項圈，但幸運的是焚化爐里并未發(fā)現(xiàn)狗的骨骸，那么，道爾到底被歹徒藏在哪里了？他又打算怎么帶走道爾呢？

小五郎帶著小蘭和柯南來到“黃昏別館”，途中還偶遇了同是偵探的千間降代，當(dāng)他們到達之后才發(fā)現(xiàn)，此次受邀前來的茂木遙史、大上祝善、槍田郁美和白馬探都是名偵探，而在這棟別墅內(nèi)隨處可見陳年的血跡。在晚宴上，本以為能一睹這位別墅主人尊容的各位偵探卻掃興的發(fā)現(xiàn)，他居然頭戴面罩，并且還阻斷了所有道路，要求偵探們在這棟孤立無援的別墅內(nèi)幫他尋找寶藏。

砂岡被槍殺了，來福槍在山里被發(fā)現(xiàn)所以認(rèn)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(nèi)容之后明白了明白山莊里的人物也可以殺人后，柯南發(fā)現(xiàn)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。

為找尋更多的線索，服部向胴口詢問起袴田與垂見之間的恩怨，不想他卻避而不答反而找來袴田教訓(xùn)服部，之后他又遇到了當(dāng)時在二館外的學(xué)生，據(jù)目擊人說所，案發(fā)時他們曾看到一個頭戴面具，身背護具袋的人進出這里，聽到這些證詞之后，服部終于知道了兇手是誰以及他所使用的手法，而此時，柯南等人也趕到了比賽會場，聽了警察對案情的描述之后，柯南急忙趕往服部所在的二館倉庫，卻發(fā)現(xiàn)服部早已將兇手制服。