毛利收到的信件上寫著有人要殺害美術館館長的內容，前去拜訪的柯南等人目睹了好幾次差點讓館長喪命的危機。而今天前來拜訪的赤座先生已經被殺害，懷疑壬生小姐行跡可疑的柯南和小蘭正準備親自聯絡警方的時候卻遭到了襲擊，美術館里的三個員工是共犯，而館長現在將要面臨危險。

以幕末的長崎為舞臺，有坂本龍馬擔任的偵探而活躍的推理劇，正在負責寫腳本的編劇家耕作先生突然消失蹤影，只寫了一半的劇本則委托小五郎先生幫忙推理出劇中的真正犯人，調查了耕作房間的柯南等人發現了許多古董美術品竊盜團的簡報，這一切似乎都有著隱情。失蹤中的耕作先生利用郵件將后續的劇本傳送過來，在劇本中出現了奇怪的臺詞。

結束大致的案件詢問之后柯南一行人決定開車送圭小姐回家，卻發現圭小姐家中被安裝大量的竊聽器，在尋找竊聽器的安裝地點時竟然找到了一具男尸。另一方面跟著打算買東西的圭小姐而離開公寓的柯南被綁架，接到小蘭的電話后阿笠博士立即和灰原在昴先生的陪同下開始追蹤，而了解了事情始末的世良也前去和小蘭會面。

在死去的西澤家里發現了作案的手法和遺書，看似自殺的現場還存在很多疑點，在現金還沒有歸還的情況下小五郎檢查繼續調查。西澤的好友田中和公司社長的互相指正引起了小五郎的懷疑，而一路探查的柯南看到了漂浮在宇田川河面上的部分鈔票，經過整理之后柯南得知了這次事件的兇手，而他將代替感冒的小五郎為大家揭曉真相。

為了完成寫生作業的少年偵探團來到了米花市的郊外，在那里他們看到了草叢上的UFO，而這與一起殺人事件有著關聯。正當柯南等人詢問高木警官時UFO的主人小沼博士出現了，在調查研究所時發現了死者和自己要好的大哥萬年先生都為大藏工作，小沼先生正好買了大藏的字畫，而身藏巨款的大藏臨死之前告訴死者和萬年的訊息便是UFO。