從昏迷中醒來的陽菜趁父母爭(zhēng)吵之際悄悄溜出醫(yī)院，按照歹徒的指示去拿彩虹之子，而這一切都在柯南的預(yù)計(jì)范圍內(nèi)，他讓服部暗中進(jìn)行追蹤，期間，小蘭用她撿到的步美的徽章聯(lián)系上了少年偵探團(tuán)并暗示她所在的地點(diǎn)，雖然歹徒發(fā)現(xiàn)了服部等人，但柯南還是找到了陽菜和歹徒要去的地方，見勢(shì)不妙想要逃跑的歹徒被得到救援的小蘭一招制服，然而，幕后的指使者卻另有其人。

小五郎受到一個(gè)名叫立李三可的委托，帶著柯南和小蘭一起來到群馬縣調(diào)查真相，途中他們遇見了德備六朗和荒巖，并從他們口中得知了11年前有一個(gè)名叫辰彥的孩子在旅館附近的河中溺斃而亡的事件，這與信中所提及的殺人案有何聯(lián)系？辰彥父親同時(shí)也是約見地點(diǎn)光羅旅館的老板沼山伴藏也讓人覺得很怪異，次日清晨，滿身都是刺鼻氣味液體的伴藏死在了旅館的頂樓房間，難道是小蘭昨晚在河邊看到的河童下的毒手嗎？

受小林老師之托的少年偵探團(tuán)在視聽教室找防范犯罪錄音帶，這時(shí)，千葉警官突然出現(xiàn)，雖然他嘴上說是為了懷念母校，但實(shí)際目的卻是為了找13年前一個(gè)女孩子留給他的情書回復(fù)，詢問過詳細(xì)情況后，大家?guī)退黄鹪诒姸噤浻皫е姓遗⒘粝碌男畔ⅲ罱K，柯南找到了女孩的回復(fù)，得知對(duì)方也喜歡自己的千葉，準(zhǔn)備在今晚的同學(xué)會(huì)向這名女生表白，曾經(jīng)錯(cuò)過這段感情的千葉警官能找到自己的幸福嗎？

小五郎曾抓捕過的殺人犯富樫文孝，在假釋的第二天再次因?yàn)闅⑷吮蛔ミM(jìn)了警局，小五郎深信決定重現(xiàn)做人的他不會(huì)再做出這種殺人的事情，便在偵訊室里勸導(dǎo)他說出真相，可是富樫卻一直保持沉默。另一方面，柯南和高木警官再次來到案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查，根據(jù)目擊者的證詞以及附近便利店的監(jiān)視影像，柯南發(fā)現(xiàn)事情的真相并非那么簡(jiǎn)單，因?yàn)榘赴l(fā)現(xiàn)場(chǎng)除了富樫還有另外一個(gè)人。

來到倫敦的柯南不小心以新一的身份向小蘭暴露在倫敦的事實(shí)，而此時(shí)柯南喝下了回國用的解毒劑暫時(shí)以新一的身份出現(xiàn)！在繼續(xù)調(diào)查的過程中小蘭從以前新一說過的話中得到啟發(fā)發(fā)現(xiàn)了人偶的秘密。而之后通過與新一電話中發(fā)現(xiàn)了更多的線索。這時(shí)小蘭和小五郎碰到了米奈芭小姐，在米奈芭和弟弟阿波羅的協(xié)助下小蘭留在教堂的紙片，而上面寫著的就是接下來的線索。