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生佐藤、伊達，期間伊達曾生氣離開。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現尸體，柯南洞察到伊達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？

經過小五郎和警察和志的勘查，推斷出由美并非自殺而是他殺，小五郎也下定決心要為由美報仇親手揪出犯人，并將目標鎖定在阿淳、和志、行雄和紀子剩下的朋友中，這時，阿淳說自己曾在五點的時候看到過由美，案件出現了矛盾，死于下午三點的由美怎會在五點的時候出現，這到底是鬼魂還是兇手為了蒙蔽大家采取的手段？

某天一個自稱是新一女朋友的量子前往毛利偵探事務所，此舉引起了小蘭極大的反感。其實量子被拜托看護著名足球運動員赤木英雄的弟弟赤木守，而小守竟遭綁架！迫于綁匪的壓力量子不敢驚動警察才出此下策。在小蘭拜訪量子的時候柯南發覺了量子的難言之隱以新一的身份打來了詢問電話。在柯南的推理幫助下終于找到被綁架的小守而英雄也在得知弟弟被找到后完美的贏得了比賽。

小蘭和園子去東都銀行取錢的時候，碰上了搶銀行的歹徒，他用槍威脅銀行職員谷口將現金裝入背包，趁歹徒放松警惕，蘇醒過來的銀行職員前島正要從背后攻擊的時候，電話鈴聲突然想起，前島被射傷，此時，銀行一片惶恐，谷口沖上去撲倒歹徒將他擊斃。當警察趕到時，柯南注意到了電話鈴聲，他認為此事并非單純的搶劫案，而是另有內幕。

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，卻發現屋里什么都沒有，接下來的幾天，發生了同樣的事情，主治醫師白井說可能是因為疲勞而產生的幻覺，但柯南卻認為事件沒那么簡單，他陪夜的當晚也看到了殺人場景，兩人一起跑出去，當他趕到小五郎身邊時，卻發現小五郎已昏倒，旁邊還躺著已經死去的江藤醫生，小五郎就這樣糊里糊涂的成了「殺人兇手」……