步美偶然撞上的殺人魔在逃。根據在她手上留下的痕跡，柯南和佐藤警官確定了犯人所乘車輛的車種，之后緊急拘捕了3名嫌疑者。因為犯人可能持有沾血的鑰匙，柯南推測鑰匙孔里會有血便請求測試熒光反應，但是竟然都沒有檢測出反應！就在這時柯南發現了犯人躲避檢測的發法，在柯南的協助下警方終于逮捕了犯人。

與黑色組織面對面 滿月之夜的兩起神秘事件(之一)小五郎收到了一個署名Vermouth寄來的萬圣節宴會邀請函，其中還附有一封奇怪的信件，而另一邊，工藤新一也受到了同樣的邀請，可其中的信件卻是寄給柯南的，這或許與黑暗組織相關，雖然灰原極力阻止，但柯南依舊堅持前往。宴會當晚，各種“鬼怪”齊聚一堂，小五郎，園子以及木乃伊、美杜莎、狼人、鐘樓怪人被分為一組，自稱是工藤新一的隱形人也加入了他們，在幽靈船船長的主持下，瘋狂的恐怖宴會正式開始！

朱蒂向小蘭和園子坦白了自己FBI的身份，而朱蒂還向小哀提議加入證人保護計劃。另一方面從學校回來的路上步美與柯南他們分手后徑自往家走。突然她和一個穿雨衣的男人撞在一起并倉皇離去，而這個人卻是殺人嫌疑犯！在警方的調查中步美說出手上發現了一個類似""5""似的記號，而這個記號究竟又是什么意思呢？

此次幽靈恐慌的第二天，柯南他們下榻的民宅的主人—永倉先生被人襲擊了。永倉先生雖然沒有生命危險，但是犯人是誰卻不得而知。警察以重要參照人為理由帶走了從在進行地球遺產登陸委員會那里派來的缺德調查官川治，但柯南卻發覺這其中不自然的地方，最終少年偵探團的各位找到了真正的犯人并將找出了幽靈少女的真相。

藤枝干雄被殺，雖然家中每個人的反應有著微妙的差別，但卻都有不在場證據。在警方的調查之后，在妃英理和有希子的推理下判定為內部作案。而在有希子詢問了園丁土肥之后眾人又發現了新的疑點。在父親工藤優作的暗示基礎上，柯南了解了兇手作案的手法，而最終有希子在柯南的幫助下揭開了事件的謎底。