光彥建議讓亞瑟聞道爾的味道幫忙找道爾，可亞瑟卻從和式里叼出一個坐墊，柯南發現和式里的坐墊比之前多了一個，他又將道爾聽到時鐘之后發生的事情全部梳理了一遍，并且還在客廳的走廊上找到了曾經出現在焚化爐里的玻璃棉，有了這些線索一切謎題迎刃而解，找到道爾之后，少年偵探分工合作，將它失蹤時的場景重演一遍，揪出了藏匿道爾的歹徒。

柯南他們接受了委托，決定去解開似乎與穿紅色夾克衫的自殺者有關聯的公文包之謎，在去葵屋旅館的途中，遇見了山村刑警于是一起前往。小五郎等人到達旅館后，卻聽說已經有個自稱“毛利小五郎”的人先到了旅館，不久之后卻發現假冒的小五郎在自己的屋子里上吊死亡了。而在死者的隨身物品中有一份過期的報紙和夾在其中的頭發，在柯南的提示下小五郎解開頭發的秘密慢慢接近真相。

柯南一開始就知道兇手是誰，但他卻苦于找不到證據，然而當他無意間看到勒在素夫脖子上的領帶，沒錯，證據就是這個！另一邊，目暮警官發現素夫死前所買保險的受益人是菊代，而且在素夫消失的這段時間她也曾來過倉庫以及根據美濃所提供的證詞，這一切線索不得不讓警方懷疑殺死素夫的兇手就是菊代，而菊代也是百口莫辯。這時，柯南將園子麻醉，借助變聲器將事情的真相一一道出！

被害的真紀的因為錢包不見了，被疑為是強盜殺人。乍看之下雖然像是強盜殺人，柯南卻肯定兇手是這些大學生一行人中的某人。雖然懷疑藤浩的不在場證明是否可以確立，這時這一行人中復雜的人際關系一點一點浮現出來。這次的殺人事件中，隱藏著另外一個邪惡的計劃。在“沉睡的小五郎”的解說下兇手最終浮出水面來。

柯南得知了整個案件的真相之后，將小五郎麻醉并把旅店的所有人都叫到廚房，他首先請出了這起案件的關鍵——三郎，就在大家疑惑時，屋子里又出現了一只和三郎一樣的狗，柯南道出了連老板娘都不知道的隱情……解釋清楚三郎的事情后，接下來就是戳穿兇手，揭示真相的時刻，兇手根本就不是森林里帶黑色針織帽子的男子，相反的她就在這間旅店中，沒錯，兇手就是……