柯南的班級(jí)轉(zhuǎn)來(lái)了一個(gè)叫灰原哀的女生，而同一天少年偵探隊(duì)也收到了同校俊野幫忙找哥哥的委托，大家一起去俊野家進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)了一張夏目漱石的肖像畫，俊野說(shuō)曾有一個(gè)黑衣女人很賞識(shí)這幅畫，聽到這些，柯南馬上聯(lián)想到了黑衣組織，便急忙帶領(lǐng)偵探隊(duì)走街串巷的尋找線索，期間，在便利店遇到的一個(gè)使用假錢的男子引起他的注意，于是，一路尾隨，推理出了這名男子的去向。

小五郎被山崎社長(zhǎng)邀請(qǐng)去拍攝宣傳廣告。在吃飯的時(shí)候聽到玻璃破碎的聲音，跑過(guò)去看的時(shí)候發(fā)現(xiàn)山崎社長(zhǎng)從窗戶里掉出來(lái)摔到懸崖下死，而房間竟然是密室狀態(tài)！調(diào)查后發(fā)現(xiàn)死因是因被大量蜜蜂追趕而不慎掉入山谷，但柯南在調(diào)查現(xiàn)場(chǎng)之后發(fā)現(xiàn)事實(shí)并非如此，黏在門把手上的奇怪東西最終讓柯南發(fā)現(xiàn)了兇手的身份和犯罪手法。

找到兇器成了破案的關(guān)鍵，小五郎發(fā)現(xiàn)抽屜里的冰鎬少了一根，加之對(duì)大家物品的檢查認(rèn)定矢代就是兇手，可是柯南卻發(fā)現(xiàn)消失的冰鎬被用來(lái)固定植物了，繼而小五郎又認(rèn)定上森的兒媳熏兇手，熏指出這里的每個(gè)人都有殺人動(dòng)機(jī)并否定自己是兇手，到底誰(shuí)是兇手呢？這時(shí)，柯南從目暮警官和小五郎的談話中得到啟示，找到兇器之后，沒錯(cuò)，兇手就是那個(gè)人！

在醫(yī)院醒過(guò)來(lái)的小蘭看到麻美平安無(wú)事便和園子一起出去買東西，但等她們回來(lái)之后卻發(fā)現(xiàn)麻美不見了。另一邊，柯南還在為找出事故原因向消防員詢問(wèn)現(xiàn)場(chǎng)狀況，并下山去沢井等人去的便利商店詢問(wèn)當(dāng)時(shí)他們買東西的場(chǎng)景，在老板指出有一人行動(dòng)奇怪后，柯南便知道了放火就是那個(gè)人！

為了找尋灰原存有藥物資料的磁盤，柯南一行找到了她姐姐明美的老師廣田教授，趕到時(shí)卻發(fā)現(xiàn)教授死在一個(gè)密封的室內(nèi)，經(jīng)過(guò)鑒識(shí)認(rèn)定是后腦勺遭到重物撞擊而死，但這其實(shí)是一件蓄意殺人案，可疑人物鎖定在白倉(cāng)、細(xì)矢和盛岡三人身上，就在柯南的推理遇到瓶頸時(shí)，灰原的一句話點(diǎn)醒了他，他用阿笠博士的聲音道出真相。