米花博物館將要舉辦珠寶展，園子家的「黑暗星辰」也要參展，可在此之前，園子家收到了一封來自怪盜基德的盜取通知信，柯南解開通知信的暗號后來到杯戶市立飯店屋頂，基德在月色中憑空到來，將警方內部搞的一團糟后，順利逃跑，并留下通知信說他定會盜走「黑暗星辰」。宴會當天，園子的母親給上船的每個人都發了一顆黑珍珠，混淆視聽，可基德手法更高一籌，他偽裝成了鈴木會長登上船只。

小川醫生這兩年來不斷收到未署名的錢和玩具，實在是不知道來歷，于是前往毛利偵探事務所求助。在柯南的提示下小五郎推理出玩具其實是中古品，而小蘭也因此開始懷疑起柯南的身份。在前往小川醫生工作的醫院調查過程中看到柯南翻閱病例的小蘭對柯南的懷疑也進一步加深。最終柯南在千鈞一發之際成功解救了小川醫生的孩子。而柯南也成功化解了小蘭的懷疑。

步美某日經過傳說中的鬼屋，而且還看到屋內有鬼火！為了一探究竟柯南，步美，光彥還有元太一起出動來到這個傳說中的鬼屋。因為屋主被殺后家里的其他人就突然間不知去向，于是許多鬧鬼的傳說就此傳開。但在柯南和少年偵探團的各位探查之后發現了鬼屋中真的有人居住著！在調查了屋子之后柯南終于發現背后真正的秘密。最終殺害房子主人的兇手也自首承認罪行。

麗花身上有被捆綁的痕跡，柯南在調查中扭開水龍頭的時候，發現水居然是從蓮蓬頭流出，確定了兇手之后，接下來就是找證據，柯南麻醉小五郎，借助小五郎的聲音讓三船、五條、六田、一枝脫下外套，更加確定了自己的推測，在黑暗的別墅中，柯南指出兇手，而兇手的殺人動機則源于兩年前。

兇手看似打破窗戶逃了出去，但柯南和服部發現兇手就在屋內，并且否定了兇手是老板的猜測，而剛才的停電也是人為的。期間，服部一直很在意柯南的種種反應，對柯南產生了懷疑。事件漸漸明晰，服部和柯南知曉了兇手是誰以及他殺死老板和綾子的手法。為了保護自己是工藤的秘密，柯南將服部麻醉說出真相，可讓他沒想到的是，就是這個舉動讓服部肯定了柯南就是工藤。