少年偵探隊為了看電影假面劍客的試映會，在有希子的帶領下來到東都現象所，可是由于某些原因，預定的試映時間必須向后延長，而有希子又要趕搭飛機先行離開，因此柯南等人就暫時留宿穗島先生家，沒想到的是在客廳沙發上睡覺的古村先生被不明人士用刀子刺向了心臟，當場身亡。

毛利偵探事務所來了三個委托人。要求調查失蹤的著名的系統工程師板倉，三人是不同游戲公司的職員，受板倉委托開發各自不同的軟件。小五郎根據三人發來的郵件里的畫像，找到了賓館的房間，但是，和委托人一起去的時候發現板倉已經死亡。在柯南的提示之下暮目警官發現了板倉被綁的真相并判斷此次事件為他殺事件！

小五郎帶著柯南和小蘭到東都國技館觀看無敵假面角斗士狼人的競技表演。之后柯南他們在會場上遇到的大神敬晴知道狼人的實際身份。但是，就在比賽開始前，突然發現了狼人的對手永瀨豹太被刺殺后的尸體。而在兇案現場發現了隱形錄像里錄下了兇手的樣子！戴著面具的兇手的通過體型的判斷被確定為四個人人之中。

參加網球比賽的柯南他們來到熊本縣。市內觀光的途中，園子撿到一部手機。手機的畫面上是“想要遇見那個孩子”的短信。園子與小蘭得到與園子同名女子的戀人的幫助，帶著手機出現在咖啡店。小蘭無意中聽到兩人的危險談話被綁架，而在小蘭打來的電話中柯南他們開始進行調查決心已定要組織這場謀殺！

此次幽靈恐慌的第二天，柯南他們下榻的民宅的主人—永倉先生被人襲擊了。永倉先生雖然沒有生命危險，但是犯人是誰卻不得而知。警察以重要參照人為理由帶走了從在進行地球遺產登陸委員會那里派來的缺德調查官川治，但柯南卻發覺這其中不自然的地方，最終少年偵探團的各位找到了真正的犯人并將找出了幽靈少女的真相。