柯南、少年偵探團(tuán)、哀、阿笠博士來到阿笠博士友人所在村莊觀光，在夜晚的溪邊等待放螢火蟲時，村長的兒子中嶺和助手垂水乘坐運送螢火蟲的貨車到達(dá)。垂水打開貨車上的箱子，螢火蟲便成群結(jié)隊的飛了出來。元太為了要抓螢火蟲，爬上了貨車，隨手拿走了貨車上的手電。在大家陶醉于欣賞螢火蟲時，助手垂水接到一通中嶺打來的電話，說中嶺在烏帽巖，救命。柯南等人到達(dá)時，發(fā)現(xiàn)中嶺已經(jīng)死在車內(nèi)，地上放著疑似有毒的飲料瓶，車內(nèi)還飛著一只……螢火蟲。。。

對三天后即將失效的殺人案兇手不斷發(fā)出挑釁言論的犯罪心理學(xué)家平棟堂次，在自己家中遭到殺害，兇手在他的背上刻下了Z字型傷痕。為找尋更多的線索，柯南等人跟著高木警官來到了二十年前的受害人家中詢問相關(guān)案情，雖然只得到了零星線索，但柯南卻將它們串聯(lián)起來并發(fā)現(xiàn)了共同點，那就是這四名被害者或許是一起打麻將的牌友，于是，高木和柯南等人決定順藤摸瓜，逐一調(diào)查他們可能去過的麻將館。

因為柯南和妃英理一直想不出嫌疑人有沢悠子所使用的手法，小蘭趁機(jī)慫恿妃英理打電話給小五郎，沒想到電話另一頭卻傳來打麻將的聲音，氣憤的妃英理掛掉電話后，突然想起了小五郎以前常常使用的錄音小把戲，如果死者也曾使用同樣的手法騙有沢悠子的話，那么關(guān)于這起案件的所有的疑問都能迎刃而解。

在屋內(nèi)調(diào)查的過程中，柯南發(fā)現(xiàn)了多處疑點，干凈的浴室、沒有插電的刮胡刀、消失的牙刷以及洗衣機(jī)內(nèi)的衣服，就在他苦思冥想到底誰是兇手時，園子無意中的一句話提醒了他，原來榔頭男從一開始就不存在，這不過是都市傳而已，就在目暮警官等人一頭霧水時，柯南將園子麻醉，利用變聲領(lǐng)結(jié)道出了真相。

小五郎的朋友向日葵酒吧的老板井上弘子意外被人殺害，當(dāng)他和柯南趕到案發(fā)現(xiàn)場時，弘子的男朋友高岡明已守在尸體旁邊，目暮警官等也展開了調(diào)查，據(jù)周圍人所說，在案發(fā)期間并沒有人出入死者所在的公寓，并且嫌疑人高岡明當(dāng)時也有充分的不在場證明，就在警方斷定這是起入室搶劫殺人事件時，柯南發(fā)現(xiàn)了關(guān)鍵線索，他重新推斷死亡時間，并斷言這里并非案發(fā)的第一現(xiàn)場。