委托人為表示感謝，招待小五郎三人溫泉旅行，他們在搭乘湯之山縣的列車上，遇到了兩名爭吵的醫生佐藤、伊達，期間伊達曾生氣離開。換乘休息的途中，警察在與湯之山線列車路線基本相同的花之街線列車上發現尸體，柯南洞察到伊達神情怪異有犯罪嫌疑，可他是怎么樣在兩趟不一樣的列車上游走殺人的？

柯南和步美他們一起玩捉迷藏的游戲，步美躲在一輛車的后車廂中，沒想到竟然睡著。元太一直都找不到步美，最后柯南終于用無線電和她聯絡上了步美，但步美卻在車的后備箱中發現了一個人頭！剛好此時有件連續綁架少女殺人事件，柯南懷疑那輛車的兩個男人就是那個事件的歹徒。為了救出步美柯南通過步美的描述利用滑板開始追蹤步美。最終柯南成功追上了步美但所謂的連續殺人犯卻是誤會一場。

柯南和小蘭在參加天下第一夜祭時碰到了作家世井，他讓小蘭幫忙拍了幾張照片，這時，橫溝警官找到世井說他的朋友今竹被殺，大家一起趕往犯罪現場，期間，世井用自己的文稿代替今竹的交給了《文藝時代》的記者，種種跡象表明世井就是兇手，可讓人棘手的是此人有不在場證明——相機里那些照片，仔細推敲后柯南發現了其中的破綻。

阿笠博士帶少年偵探團來到野外，并交給他們一張地圖讓他們去尋找寶藏，路上困難重重，但大家不畏艱險互相扶持，終于接近終點，柯南解開天之水與天之石的暗語，順利找到了藏有寶物的底下通道，這里有兩大袋珠寶，然而在途中碰到過的兩個行跡可疑的男人突然出現，柯南采用智斗將他們打到后，又發現了一個大木箱，這才是阿笠博士想讓他們找到的寶藏。

放學后，光彥一伙兒聚在一起研究寬波段接受器時，無意中接聽到了一個綁架恐嚇電話，大家都很擔心這個被綁架的女孩性命，便決定根據這通電話找到女孩，柯南根據歹徒陸續打給女孩爸爸的電話，和伙伴們一步步找到了被害人和歹徒的位置，成功解救人質。