黑田管理官公事纏身最近顯得很疲勞，白鳥警官建議他去露營場好好放松一下，正巧柯南一行人隨若狹留美老師也要去露營。在露營場地，柯南他們遇見了幾位白網大學籃球社的成員，隊員漆原史昭與其他成員關系鬧得很僵，籃球社經理古岡美鳥想借此露營機會讓成員們彼此拉近感情。沒想到晚飯過后，漆原史昭所在的帳篷突然著火，眾人急忙滅火卻為時已晚。

小五郎讓柯南和小蘭陪他一起去位于大分的別府溫泉旅行，說到別府溫泉最有名的莫過于地獄巡游之旅，就在小蘭和柯南興致勃勃討論的時候小五郎卻在一旁默不作聲。在柯南和小蘭的逼問下小五郎才說出了實情，這次的旅行目的是尋找仲代電氣社長的女兒麻奈美，柯南根據照片找到了麻奈美所住的旅館，但這僅僅只是開始。

小蘭的母親妃英理在自己的事務所突然被人綁架，但她趁綁匪不注意躲進了廢棄的大樓內，并用搶來的手機向小蘭求救，雖然遭到了綁匪的干擾但柯南還是分辨出來了妃英理所發的信息內容，從中獲得了一些線索后柯南帶領小蘭和小五郎立刻展開救援，但被綁架的地點可能有兩處，柯南能在危急時刻找到正確的位置嗎？

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。

毛利小五郎受久須美工械廠社長的委托，調查工廠零部件被偷的案件，為了不引起職員的警惕，柯南和小蘭也一同隨行假裝參觀。在對職員們暗中調查后，行為怪異的谷崎成為毛利小五郎的懷疑對象，三人計劃在倉庫抓住罪犯的現行，不料卻發現谷崎死在了反鎖的房間里。正當案件一籌莫展時，谷崎生前研究的老鼠機器人引起了柯南的注意。