小五郎骨折住院，某天夜晚他看到對面的房間有殺人的黑影，匆忙趕去后，卻發(fā)現(xiàn)屋里什么都沒有，接下來的幾天，發(fā)生了同樣的事情，主治醫(yī)師白井說可能是因為疲勞而產(chǎn)生的幻覺，但柯南卻認(rèn)為事件沒那么簡單，他陪夜的當(dāng)晚也看到了殺人場景，兩人一起跑出去，當(dāng)他趕到小五郎身邊時，卻發(fā)現(xiàn)小五郎已昏倒，旁邊還躺著已經(jīng)死去的江藤醫(yī)生，小五郎就這樣糊里糊涂的成了「殺人兇手」……

看到防盜鎖上膠帶的痕跡，又通過試驗證實自己的推測，柯南輕松破解密室難題。在調(diào)查過程中，柯南在銅像附近找到了自己掉落的鋼筆，他注意到酒店下的風(fēng)，詢問得知這叫「公主風(fēng)」，將「公主風(fēng)」和其他七位旅客的房間位置結(jié)合，柯南斷定兇手就是那個人，這時，小蘭急匆匆跑來說找到可以洗清前田嫌疑的證據(jù)，柯南利用小五郎展開了一場精彩的推理和實驗。

阿笠博士帶少年偵探團(tuán)來到野外，并交給他們一張地圖讓他們?nèi)ふ覍毑兀飞侠щy重重，但大家不畏艱險互相扶持，終于接近終點(diǎn)，柯南解開天之水與天之石的暗語，順利找到了藏有寶物的底下通道，這里有兩大袋珠寶，然而在途中碰到過的兩個行跡可疑的男人突然出現(xiàn)，柯南采用智斗將他們打到后，又發(fā)現(xiàn)了一個大木箱，這才是阿笠博士想讓他們找到的寶藏。

就在警察要強(qiáng)行帶走小五郎時，柯南在機(jī)械室和浜田的尸體上發(fā)現(xiàn)的有力證據(jù)幫他洗清了嫌疑，而目前最有可能殺人的就是上原，當(dāng)大家要暗中逮捕上原時，木下出面說自己去勸他自首，五分鐘后，屋內(nèi)響起槍聲，上原射傷木下逃跑。柯南重新回到竜神號調(diào)查并和鈴一起進(jìn)入海軍山洞，卻在這里發(fā)現(xiàn)上原的尸體……

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(dá)，期間伊達(dá)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(dá)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？