少年偵探隊在調查連續闖空門事件的時候，一幢公寓里突然傳出女聲尖叫，原來這名叫細野的小姐在買回來的二手沙發里發現了一具女尸，警方懷疑是她就是兇手，但細野卻有不在場的證明，這時，她的鄰居德永先生剛好回來，他說昨天聽到細野房中有爭執的聲音，為搜集更多線索，高木去了那家二手家具店調查，得知那個沙發其實是從細野家附近的垃圾堆撿到的，一切又回到原點，就在大家一籌莫展時，光彥說他知道誰是兇手……

在柯南與少年偵探團的孩子們及阿笠博士看比賽歸途的電車內，支持者赤野被殺。犯人確定在3個人之中。卻沒有決定性的線索。柯南從哀收看的比賽轉播中得到提示，看穿了犯人的謊言。并揭穿了犯人其實沒有看比賽只是通過廣播收聽比賽過程的謊言。而犯人也道出了為被赤野殺掉的弟弟報仇的動機。而此時柯南發現灰原遠離人群，追過去后只看到列車奔馳而去？

高木警官和佐藤警官瞞著警局里的同事們，偷偷在熱帶樂園的水世界見面，為了阻撓他們的約會，警局的同事們暗中搗鬼，安排柯南，光彥等人出現在他們面前，就在這個時候，高木警官原本裝有求婚戒指的包居然出現毒品，之后，他意識到這一定是在搭乘“海地五萬里列車”時被人調了包，柯南根據這個包包的肩帶判斷出他的主人是個左撇子，并根據當時所拍攝的照片和游客所填寫的信息表，將目標鎖定在一個叫高城登的人身上。

參加網球比賽的柯南他們來到熊本縣。市內觀光的途中，園子撿到一部手機。手機的畫面上是“想要遇見那個孩子”的短信。園子與小蘭得到與園子同名女子的戀人的幫助，帶著手機出現在咖啡店。小蘭無意中聽到兩人的危險談話被綁架，而在小蘭打來的電話中柯南他們開始進行調查決心已定要組織這場謀殺！

警方對鱒渕進行偵訊，而當時他卻并沒有不在場證明并且之前他曾與船木發生過爭吵，所以警方認定他就是兇手。另一邊，少年偵探隊也展開了調查，柯南注意到來往這里火車，認為發現尸體的地方并不是案發的第一現場，于是大家順著軌道，找到了船木的照相機，并且從附近警衛的口中得知鲇川也曾來過大橋，可是，如果兇手真的是她，那她殺害船木的動機以及她的手法到底是什么？