少年偵探團，在機緣巧合下和最受歡迎組合TWO-MIX的主唱高山美奈美一起吃飯，高山為找搭檔永野椎菜，一人跑出了演唱會的會場。后來在餐廳外，歹徒當著柯南的面將高山推入車中綁架，他們要求少年偵探團拿著TWO-MIX最新的歌曲練習帶去交換人質，歹徒在電話里讓少年偵探團把警察甩掉并讓步美一人前去，于是柯南和步美調換身份。

小五郎的學長寺岡請他們吃烤肉的時候，突然接到一個名叫松山的人的電話，為勸說此人回歸正道，寺岡匆忙趕去約見的碼頭，小五郎也要求一同前往，小蘭和柯南尾隨其后，到達碼頭后，寺岡單獨去見松山，可不一會兒，大家就聽到了槍聲，松山因手槍走火意外死亡。暮目警官說手槍上除了寺岡和松山還有第三個人的指紋，柯南仔細思考之后，斷定這枚指紋就是讓犯人認罪的完美證據。

小五郎的師傅塩田，在劇院找到了處理威脅事件的小五郎，而此時，他們正趕上女主角祥子和男主角宇田彩排一出殉情的戲碼，可祥子卻在演戲中被真正的毒殺，當所有的嫌疑都指向和水杯有關系的館岡和中山時，塩田卻搖頭否認，期間小五郎意外受傷而離開。思考陷入瓶頸的柯南，從塩田突然談起的芥川龍之介的《蜘蛛絲》得到啟示，找出了兇手。

柯南和小伙伴們在河里抓魚時，發現對面的樓頂有人在射擊河上的氣球，并看到狙擊手像是被人脅迫了一樣，待那些人離開之后，柯南和伙伴們在對面的樓頂找到了留有3135134162數字的計算器，之后柯南便對著這些數字苦思冥想，認為求救者留下的162就是指162國道，找到相應的路段后，警察布好埋伏，卻不見犯人身影，焦急等待的柯南突然意識到了暗號的真正含義。

柯南、小蘭和小五郎散步的時候，聽到附近大樓傳出女聲的尖叫，聞聲趕到的柯南等人發現不動產社長井本被殺，經過排查，犯人鎖定在了曾經賣漁具的寺沢、來借錢的土橋和協商離婚的妻子貴子三人身上，柯南發現了兇手的法案手法后，利用簡單的道具，提醒小五郎，最終犯人難逃法網。