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。

外出露營的少年偵探團為了避雨來到了一棟別墅，別墅內的男傭人告訴大家最近房間內有幽靈出現。在交談中，柯南等人得知別墅的女主人不久前剛剛去世，而男主人則認為幽靈是女主人回到了家中。關于出現幽靈一事，女傭人似乎顯得十分不適，而男主人的侄子似乎行跡也有些奇怪。柯南察覺到幽靈之事必有蹊蹺，決心與少年偵探團一同查明真相。

毛利小五郎撿到一張中了大獎的賽馬彩票，便帶著柯南和小蘭一起去壽司店慶祝。壽司店內新來的廚師很喜歡推理，與毛利小五郎交談甚歡，期間有三名客人陸續來到壽司店用餐。就在大家酒足飯飽準備離開時，突然有一名客人沖進店內，聲稱店里有人偷了自己的手包。隨后這名客人在壽司店的洗手間內找到了遺失的手包，經過一番檢查后，她告訴眾人自己丟了一張中獎的賽馬彩票。

阿笠博士中獎拿到了餐飲券，少年偵探團便跟著來到了位于米花百貨商店頂樓的高級餐廳，但是那里的主廚卻被人刺中腹部受到重傷。柯南見狀馬上聯系了百貨商店各處的偵探團成員，正在挑選禮物的步美等人立馬去樓梯口尋找犯人的下落，但當警察來后他們三人的證詞卻完全不一樣。

毛利小五郎受久須美工械廠社長的委托，調查工廠零部件被偷的案件，為了不引起職員的警惕，柯南和小蘭也一同隨行假裝參觀。在對職員們暗中調查后，行為怪異的谷崎成為毛利小五郎的懷疑對象，三人計劃在倉庫抓住罪犯的現行，不料卻發現谷崎死在了反鎖的房間里。正當案件一籌莫展時，谷崎生前研究的老鼠機器人引起了柯南的注意。