小蘭，園子和柯南在溜冰場認識了五個自稱是陶土射擊愛好者的朋友，就在大家等待看煙火的時候，洗手間卻傳來園子的尖叫，大家慌忙趕到現(xiàn)場時，看到的卻是千尋遭人用散彈槍擊中胸部倒坐在洗手間的慘狀，她的尸體旁邊留下了一個用血寫成的S狀文字，于是小五郎推斷這個英文字母代表著「兇手就是佐野泉」的信息，但高木和目暮警官卻推翻了他的猜測，之后，警方在死者的攜帶行動電話上發(fā)現(xiàn)了KIX的字樣。

元旦當天，少年偵探團一起到國立競技場看足球決賽，卻看到l了足球被槍射中，這時，正在為天皇杯決賽進行轉播的日賣電視臺，接到了歹徒索要五千萬元的恐嚇電話，如果讓他發(fā)現(xiàn)比賽中止讓觀眾撤離的狀況，他將立刻對場內的觀眾進行掃射，電視臺依照歹徒的指示將錢袋準備好之后就在周圍埋伏了帶待命的警官，然而警察只抓到了歹徒同伙，歹徒通過電話說因為日賣電視臺的報警所以要殺雞儆猴，情況愈發(fā)危機。

柯南等人搭乘環(huán)形電車的時候，突然從二號車廂里傳來慘叫，一名女子橫尸車廂，發(fā)現(xiàn)尸體的是死者的三名同事，柯南注意到死者耳朵發(fā)黑并且有被針狀物刺過的痕跡，由此推斷是被人毒死的，警察趕到后對死者的三名同事進行偵訊并檢查了他們的物品，柯南發(fā)現(xiàn)其中一人物品很是可疑，沒錯，兇手就是她！柯南已將謎底已經(jīng)解開。

原來這名行跡可疑的女士是柯南的媽媽有希子，她將此行的目的告訴柯南后，大家就一起聚到休息室聽小五郎的推理，期間，警察在隧道里淺間的尸體上發(fā)現(xiàn)了膠帶碎片，突然靈光一現(xiàn)，柯南知道了誰是兇手以及他的犯案手法，卻苦于沒有證據(jù)，按照小說的劇情，柯南還有被殺的可能，苦惱之時，有希子提議干脆將計就計讓兇手自己現(xiàn)身，于是一場揪出兇手的好戲上演。

發(fā)生了這種不幸的事，小五郎帶著柯南、小蘭來到小惠家看望她，期間，柯南借上廁所之名跑到二樓的書房進行調查，他發(fā)現(xiàn)在電話線和墻壁連接的地方有膠帶的痕跡，之后又跑去案發(fā)時的車庫，看到車庫的上方的窗子，更加確定了自己的推測——這起汽車爆炸事件另有隱情，數(shù)日后，小五郎再次來到小惠家，然而此次前來的目的卻是……