阿笠博士以少年偵探團為對象進行了一場尋寶之旅，舞臺就是阿笠博士的叔叔住的一個別墅，但在他叔叔過世的50年來，這棟本不該有人進出的別墅卻發(fā)現(xiàn)有人來過的痕跡，他們還找到了一系列由月亮、星星和太陽組成的古怪暗號，連博士事先藏好的玩具也被人用刀劃壞，這幢別墅一定暗藏玄機。

原來這名行跡可疑的女士是柯南的媽媽有希子，她將此行的目的告訴柯南后，大家就一起聚到休息室聽小五郎的推理，期間，警察在隧道里淺間的尸體上發(fā)現(xiàn)了膠帶碎片，突然靈光一現(xiàn)，柯南知道了誰是兇手以及他的犯案手法，卻苦于沒有證據(jù)，按照小說的劇情，柯南還有被殺的可能，苦惱之時，有希子提議干脆將計就計讓兇手自己現(xiàn)身，于是一場揪出兇手的好戲上演。

尸體被燒焦，根本無法辨識他的身份，只能從穿著姑且判斷是蟹江，柯南發(fā)現(xiàn)這具尸體整過容，并推斷出龜田和鯨井也是葉才三搶劫殺人案的同伙，當大伙趕到龜田的房間時，卻發(fā)現(xiàn)他也消失不見了，柯南和服部推理出現(xiàn)分歧兩人決定各自行動，可在調(diào)查期間服部遭遇危險，沒過一會兒，甲板上再次響起槍聲，心虛的鯨井決定交代一切，這時，鯨井突然被不明人士射傷，鮫崎趕到甲板時卻看到……

警方看到落地窗的鎖上有血跡，并在玻璃碎片上了發(fā)現(xiàn)了一個小洞，柯南和平次作出大膽推測，期間，柯南因看到遠處樹上掛著的不明物體差點墜落陽臺，而當時在旁邊的菊人卻因為懼高癥，沒有伸出援手，所幸有驚無險。在樹上找到兇器之后，兩人將所有的線索串聯(lián)起來，沒錯，兇手就是那個人！他們將所有人都叫到案發(fā)現(xiàn)場，說櫻庭就是兇手，可事實真是如此嗎？

在放學回家的路上，柯南和灰原發(fā)現(xiàn)了黑衣組織中金恩的車子，柯南在車上裝了發(fā)信器和竊聽器進行跟蹤，但被金恩發(fā)現(xiàn)，他也因此察覺到灰原的存在。柯南和灰原根據(jù)竊聽器聽到的地址，來到金恩和匹斯可等人要進行殺人計劃的杯戶飯店，這里正舉行電影導演的追悼會，在放映幻燈片期間，政客吞口重彥被殺。