小五郎讓柯南和小蘭陪他一起去位于大分的別府溫泉旅行，說到別府溫泉最有名的莫過于地獄巡游之旅，就在小蘭和柯南興致勃勃討論的時候小五郎卻在一旁默不作聲。在柯南和小蘭的逼問下小五郎才說出了實情，這次的旅行目的是尋找仲代電氣社長的女兒麻奈美，柯南根據照片找到了麻奈美所住的旅館，但這僅僅只是開始。

柯南所在的班里來了一位新老師名叫若狹留美，若狹老師想在體育課前用石灰畫線，卻發現石灰已經用完了。柯南告訴若狹老師舊倉庫里可能有石灰，元太和光彥開玩笑說舊倉庫有幽靈出沒，若狹老師感到很害怕，便拜托少年偵探團一同前往舊倉庫。在尋找石灰的過程中，柯南發現一扇通往地下的門，眾人合力打開門后，卻驚人地發現了一具骸骨……

唐三為小舞梳頭，不由地聊起了各自的家庭，兩個人越聊越投機，小舞高高興興去吃飯，王圣等人趕忙湊過來好奇地問東問西，唐三心里坦蕩蕩，他夸小舞是一個很單純的姑娘。蕭塵宇派柳龍在女生寢室找了一大圈，也不見小舞的人影，沒想到小舞竟然住在七舍，而且還是這里的老大，蕭塵宇大為惱火。小舞興沖沖拉著唐三去食堂吃飯，蕭塵宇邀請小舞去魂師會館吃好吃的，小舞根本不領情，柳龍沖小舞大呼小叫，要強行拉她走，小舞飛起一腳把柳龍打翻在地，蕭塵宇惱羞成怒，還搬出苑長是他三叔來說事，唐三根本不買賬，拉起小舞就去食堂吃飯了。理論課考試的時候，柳龍不會答題，就搶了王圣的卷子，還倒打一耙，誣陷王圣作弊，唐三和小舞站出來揭穿柳龍，監考老師不容分說把柳龍和王圣趕出去。接下來就是武魂格斗課，教官讓蕭塵宇給同學們做示范，蕭塵宇讓唐三做他的搭檔，其實就是想讓唐三當活靶子，趁此機會好好教訓唐三，蕭塵宇揮拳擊打唐三胸口，他被打得站立不穩差點摔倒，蕭塵宇步步緊逼，招招致命，一一被唐三巧妙化解，兩個學員分別死死拉住唐三的手臂，蕭塵宇揮拳狠狠打向他的腹部，唐三紋絲不動，蕭塵宇感覺有一股巨大的反擊力量，十分驚訝唐三如何反擊的。教官讓學員們擊打沙袋練

柯南等人幫助舊書店店主裕次郎搬運書籍，并在書店遇到了裕次郎的兒子一郎。一郎對于父親經營舊書店的事感到很不滿，爭執中眾人不歡而散。在光彥的帶領下，柯南等人來到了舊書店旁的公園，準備觀看蒸汽機車發動的場面，并在等待的途中偶遇了一郎。正當眾人與蒸汽機車合影完畢返回書店時，卻發現裕次郎被壓在了倒塌的書架下面……

小蘭和園子聊著幼稚園時的往事，新一當時所做出的櫻花名牌推理，正是他的第一次推理，而在小蘭不知道的情況下新一一直在背后默默地守護著她。櫻花班班主任江舟論介看小蘭的眼神讓新一非常在意，他認為這個老師是故意想要和小蘭親近，他所作出的解釋看似合理，但新一依舊無法放松警惕，新一的父親工藤優作得知后也展開了調查。