小五郎帶著小蘭和柯南來到“黃昏別館”，途中還偶遇了同是偵探的千間降代，當他們到達之后才發(fā)現(xiàn)，此次受邀前來的茂木遙史、大上祝善、槍田郁美和白馬探都是名偵探，而在這棟別墅內(nèi)隨處可見陳年的血跡。在晚宴上，本以為能一睹這位別墅主人尊容的各位偵探卻掃興的發(fā)現(xiàn)，他居然頭戴面罩，并且還阻斷了所有道路，要求偵探們在這棟孤立無援的別墅內(nèi)幫他尋找寶藏。

青野木亮藏是在形成密室的茶室中被殺的，橫溝警官開始詢問時卻發(fā)現(xiàn)沒有人到過茶室,所有人都有不在場證明。在調(diào)查茶室外圍的時候柯南發(fā)現(xiàn)了兇手的犯罪手法和證據(jù)。“沉睡的小五郎”召集大家道出了兇手利用一根繩子的作案手法和犯人的身份。在鐵證下兇手終于承認自己的罪行并道出了原因。

死者是奈緒子，柯南和服部在案發(fā)現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)了魚鱗和腳印，然而腳印的方向卻通向大海，只靠這些零星的線索，根本無法抓到兇手。這時，君惠說她有今年祭典購買號碼牌的名冊，于是柯南一行人前往神社，悲劇再次發(fā)生，君惠為找名冊死在倉庫的大火之中。之后，柯南和服部分頭行動，服部發(fā)現(xiàn)了新的線索，正巧此時柯南打來電話，他到底推理出了怎樣的真相而讓服部吃驚不已？上山找門脅時，和葉為救服部墜落懸崖，她能否化險為夷？

服部收到了一封古怪的委托信，于是，他們一行人便來到了美國島，沒想到這封信的寄件人紗織卻在三天前失去了蹤影，當晚，島上熱烈的慶祝一年一度的儒艮慶典活動，傳說有位吃過人魚肉的長壽婆，任何人只要拿到她念過咒的儒艮之箭，就能實現(xiàn)長生不老的美夢，但就在慶典進行期間，沙織的朋友壽美竟然被人發(fā)現(xiàn)勒死在瀑布上，服部和柯南認為這是一起殺人事件并著手進行調(diào)查，然而在為壽美守靈的晚上又發(fā)生了一件慘案。

小蘭的母親妃英理為一起殺人事件的被告作辯護。擔當公訴人的女士是把英理視為對手的九條玲子。宇佐美堅持殺人事件發(fā)生時什么都不記得了。英理等人到宇佐美前妻經(jīng)營的酒店去調(diào)查。小五郎說事件發(fā)生時宇佐美也在店里，但英里以醉酒為理由對此抱有懷疑的態(tài)度。而在柯南的分析下英里發(fā)現(xiàn)40分鐘的空白時間。最終小五郎是否會出庭作證呢？