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。

帶著小蘭抽到的一張餐飲招待券，柯南一行人來到中華街的一家餐廳，并在那里與剛結識的幾名電影相關人士同一桌吃飯，只是沒有想到坐在柯南旁邊的川端突然毒發身亡，之后，警方介入調查但并未從川端的衣物上檢查出毒物反應，反而從他使用的盤子和毛巾上測出毒物，警官便因此懷疑坐在死者身邊的小五郎。而另一邊，身體不適的小蘭也不知所為何事而心事重重。

此次幽靈恐慌的第二天，柯南他們下榻的民宅的主人—永倉先生被人襲擊了。永倉先生雖然沒有生命危險，但是犯人是誰卻不得而知。警察以重要參照人為理由帶走了從在進行地球遺產登陸委員會那里派來的缺德調查官川治，但柯南卻發覺這其中不自然的地方，最終少年偵探團的各位找到了真正的犯人并將找出了幽靈少女的真相。

藤枝干雄收到暗殺的威脅，為了阻止暗殺找來了小五郎，而委托的酬勞竟然是1千萬日元！但在事件解決之前小五郎居然用掉了五百萬日元，之后因為無力阻止暗殺，最終分居中的妻子妃英理代替他去了委托人那里。而同時到達那里的還有柯南的母親工藤有希子！而此時通過監視器眾人發現獨自在房間里的藤枝竟然倒地不起！沖過去之后發現藤枝干雄已經死亡。

無法渡海，大家只能暫時待在鎮長家的廢棄別墅里，然而干坐在這里等救援還不如對這棟房子進行一番調查，于是 ，大家就分組行動，柯南和服部等人在一樓的房間里發現了鎮長和他女兒的照片以及房梁上一些莫名其妙的文字，突然間，二樓傳來慘叫，久米不知為何在看到鎮長女兒的肖像油畫后就變的很反常，這時，救援船趕來，可船上卻只有一具船長的尸體和一行字句，事情變得越來越奇怪了。