解決了橫濱中華街的命案之后，小蘭突然倒地不起，在發高燒的情況下想起過去碰到的命案。那是與新一去紐約時發生的事情，有希子帶他們兩人一起去看話劇，在劇場門口與明星莎朗匯合后，大家一起去參觀開演前的舞臺陳設，不想這時卻發生了意外，盔甲服裝從天花板上墜落，而其中一名女演員卻無法躲避，危機時刻，小蘭挺身而出。

柯南他們與正在公園找尋東西的高木刑事相遇。原來他在這里調解吵架后，不小心把遺失了警察手冊。高木刑事調解的當事人之一是無名的歌手半崎，好象就住在公園附近。柯南他們分頭找尋半崎，卻不見他人影。正要放棄時半崎在公園里出現。柯南眾人發現半崎的疑點，在偵查推理之后眾人救下了顯遭殺害的杉山。高木也找回了自己的警察手冊。

某日，童星絹川和輝來到毛利偵探事務，委托小五郎根據他媽媽寄來的明信片找出她的所在，于是，柯南一行四人跑遍熱海的旅店進行詢問，最終找到了有這張明信片的旅店，店里除了三名女店員，還有一位叫下鴨的客人，當晚，小蘭去給下鴨送鏡頭蓋時，卻發現他被人勒死在浴室中，趕到案發現場的警察從下鴨當時拍攝的照片中發現，兇手是一個胸口有痣的女人，絹川得知后很難過，因為他母親的胸口就有一顆痣。

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。

警察局的小五郎案件調查被盜。迷般的黑色神秘組織也許就在附近。柯南懷疑杯戶市酒店也許還有皮斯克的同伴，收集情報的美國女演員克麗絲。同時柯南與平次為刺探可疑的外國女性、英語教師朱蒂的情報，一起去朱蒂的家里。就在這時從公寓上有名男性墜樓。就在暮目警官準備以自殺事件結案的時候平次指出了他殺的證據。