柯南、小蘭、小五郎在吃完法國料理后回家的路上，碰巧看到了在西須三田車站的吵架現場。而之后那個中年男子在爭斗中從站臺掉下下去當場死亡。根據目擊者以及當事人的證詞警方都認定是意外，但只有柯南注意到了隱藏在意外背后的不自然的地方，而在調查了犯罪現場后柯南終于揭開了案件的真相。而兇手也承認了因為女朋友遇到車禍而報復殺人的事實。

警察局的小五郎案件調查被盜。迷般的黑色神秘組織也許就在附近。柯南懷疑杯戶市酒店也許還有皮斯克的同伴，收集情報的美國女演員克麗絲。同時柯南與平次為刺探可疑的外國女性、英語教師朱蒂的情報，一起去朱蒂的家里。就在這時從公寓上有名男性墜樓。就在暮目警官準備以自殺事件結案的時候平次指出了他殺的證據。

警察在調查玲治、拓人、晴華的時候，柯南發現野營車的敞篷車頂黏著血跡，之后柯南在現場附近找到了帶血的塑料布，雖然查明殺人的詭計卻沒有辦法確定犯人是誰。而在觀察三名嫌疑人之后柯南最終確定了犯人。而在確鑿的證據面前，兇手最終承認了罪行，并道出了因為不滿以金錢玷污了友情的泰美而最終殺害她的事實。

在柯南與少年偵探團的孩子們及阿笠博士看比賽歸途的電車內，支持者赤野被殺。犯人確定在3個人之中。卻沒有決定性的線索。柯南從哀收看的比賽轉播中得到提示，看穿了犯人的謊言。并揭穿了犯人其實沒有看比賽只是通過廣播收聽比賽過程的謊言。而犯人也道出了為被赤野殺掉的弟弟報仇的動機。而此時柯南發現灰原遠離人群，追過去后只看到列車奔馳而去？

就在警方和小五郎集中精力思考兇手是如何調換毛巾時，柯南卻重返飯桌，回憶當時自己為拿醬油和辣油轉旋轉桌面時的場景，這時他突然想到或許兇手根本就不是用有毒毛巾殺人的可能，在向鑒識人員確認了自己的想法后，兇手浮出水面，他讓所有人都按照案發時的位置做好，并重現當時的場景，而兇手卻在不知不覺間自己露出了馬腳。