委托人為表示感謝，招待小五郎三人溫泉旅行，他們在搭乘湯之山縣的列車上，遇到了兩名爭吵的醫(yī)生佐藤、伊達，期間伊達曾生氣離開。換乘休息的途中，警察在與湯之山線列車路線基本相同的花之街線列車上發(fā)現(xiàn)尸體，柯南洞察到伊達神情怪異有犯罪嫌疑，可他是怎么樣在兩趟不一樣的列車上游走殺人的？

大名鼎鼎的巽律師找小五郎來酒店談事情，他希望小五郎可以找到自己妻子外遇的證據(jù)。晚上，小五郎等人經(jīng)過巽律師家時，看到有好多警察，原來是巽太太被人謀殺，柯南在現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)了訂書針，而嫌犯最大的就是巽律師，可是兇案發(fā)生時他正和小五郎在一起，擁有完美的不在場證明，柯南決定重回酒店開始調(diào)查，洗衣輸送管，酒店鬧鈴聲還有訂書針，將這些串在一起，真相只有一個。

柯南注意到這些音符并將其解讀，這時，當?shù)氐睦暇煺f倉庫里有麻生圭二留下來的樂譜，這種重要線索柯南自然不會放過，他和警察一起去找樂譜，而這期間，一直精神怪異的西本上吊死亡，腳下還留有遺書，柯南推斷出這是他殺，當在看到麻生圭二留下來的樂譜后，柯南斷定出了兇手，他利用變聲領(lǐng)結(jié)和廣播室說出真相。

暮目警官趕來寺院展開調(diào)查，就在大家一籌莫展準備離開時，獨自調(diào)查的柯南從被強大力量打破的墻壁、切口變形的走廊木板、被丟在樹林里的角窗碎片和膠帶中洞察到了兇手的犯案手法，以及兇手就在四個修行僧當中，他用阿笠博士給他的紐扣擴音器道出真相，而兩年前以同樣手法殺死修行僧忠念的居然另有其人。

小五郎錄制全日本偵探社的錄制節(jié)目時，制作人諏訪被射殺，主持人松尾的嫌疑最大，因為他是射擊高手，并且他曾在播放偵探短片的四分鐘內(nèi)離開過攝影棚，但柯南怎么也想不明白，他是如何在這么短的時間內(nèi)往返于九樓和四樓之間，在了解了大樓構(gòu)造后，柯南終于明白了兇手的伎倆，他麻醉了小五郎并借來攝像機，向全國實況轉(zhuǎn)播了小五郎的推理秀。