電視臺要制作與小五郎24小時密切接觸的電視節(jié)目，為了討論節(jié)目內(nèi)容，小五郎帶著柯南和小蘭隨節(jié)目制作公司的社長染井彰吾一起前往東都電視臺制作人中目賴策的家中商討方案，沒想到大門竟然上了鎖而且按門鈴也沒有回應，于是請來管理員打開門進入公寓，出現(xiàn)在他們眼前的是因喝下毒咖啡而身亡的中目的尸體，從在桌面和地面上打翻的咖啡痕跡，柯南看出這是一起密室殺人案。

服部打電話告訴柯南雖然沒有查到水無憐奈的過去，但是找到了關(guān)于神秘轉(zhuǎn)學生本堂英祐的事情，于是，柯南根據(jù)服部所提供的情報和阿笠博士、灰原來到了據(jù)說有英祐父親照片的模型店店長的家中，可是，店長卻發(fā)現(xiàn)柯南要找的照片突然不見了，并且根據(jù)房中所留下的痕跡來看，柯南斷言一定有人曾入侵過這個房間。

小說家萬田年久在旅館里趕寫小說，在編輯島木催稿離開房間后，萬田化裝成服務生，帶著貓咪諾貝爾離開了旅館。萬田路過柯南等人打簡易棒球的場地，進入了弟子原本高平的家。萬田從代理作者原本那里得到原稿后，將其殺害了。而偶然將球打入的柯南一行進入房間后發(fā)現(xiàn)了被殺的原本。柯南則發(fā)現(xiàn)了萬田的不自然。

在屋內(nèi)調(diào)查的過程中，柯南發(fā)現(xiàn)了多處疑點，干凈的浴室、沒有插電的刮胡刀、消失的牙刷以及洗衣機內(nèi)的衣服，就在他苦思冥想到底誰是兇手時，園子無意中的一句話提醒了他，原來榔頭男從一開始就不存在，這不過是都市傳而已，就在目暮警官等人一頭霧水時，柯南將園子麻醉，利用變聲領(lǐng)結(jié)道出了真相。

根據(jù)這個如此漏洞百出的犯案現(xiàn)場，柯南推斷前來拿走照片的人并不是黑暗組織，為查明真相，柯南讓店長分別給三個有備份鑰匙的人打電話詢問他們的行蹤，卻并未發(fā)現(xiàn)有何異樣，然而，一切都逃不過柯南敏銳的眼睛，他將凳子上汗?jié)n與這三個人是身形相聯(lián)系，斷定拿走照片的人就在他們之中并且這個人現(xiàn)在就在房間里。