警察開始調查帳篷燃燒的原因，籃球社的成員都有不在場證明。柯南從段野的證詞那里發現了奇怪之處，黑田管理官也發覺了異樣，這不是一起意外自殺，而是故意殺人事件。柯南從大家做的橡子挑擔偶人得到了啟發，懷疑是有人做了一個自動起火裝置故意暗殺了漆原史昭。

毛利小五郎帶柯南和小蘭來高級餐廳用餐，進門后三人發現桌上擺滿了食物卻沒有客人，并在廚房發現了倒在地上的廚師口石先生。清醒后的口石先生告訴三人，原本有五名客人在餐廳里用餐，不料自己在做飯時遭到了歹徒的襲擊，客人們也不知去向。毛利小五郎馬上通知了目暮警官，并查清了每個客人的身份，然而卻難以判斷消失的客人們去了何處。正在這時，擺放在餐桌上的甜點和雜物引起了柯南的注意。

柯南陪小蘭和世良等人在商場逛街，幾個女孩子試泳衣的場面讓他感到十分尷尬，便借口去別的柜臺得以脫身。正當柯南四處閑逛時，恰好目睹了兩名女顧客和店員爭執的場面。購物結束的小蘭等人與柯南會合準備離開，卻聽到不遠處傳來慘叫聲，原來是剛才發生爭執的其中一名女顧客死在了試衣間里。死者留下的訊息引得眾人紛紛猜測，柯南能否憑借這些蛛絲馬跡找出真兇？

外出露營的少年偵探團為了避雨來到了一棟別墅，別墅內的男傭人告訴大家最近房間內有幽靈出現。在交談中，柯南等人得知別墅的女主人不久前剛剛去世，而男主人則認為幽靈是女主人回到了家中。關于出現幽靈一事，女傭人似乎顯得十分不適，而男主人的侄子似乎行跡也有些奇怪。柯南察覺到幽靈之事必有蹊蹺，決心與少年偵探團一同查明真相。

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。