少年偵探隊這次在阿笠博士的帶領下欣賞精神隊的游行隊伍，沒想到巧遇便衣執行任務的佐藤警官，因為警政廳收到一封反精神隊球迷的警告傳真，預言這場游行將有意外發生，所以警局才會派警員混進游行隊伍進行調查，首先出事的是高木警官的車，之后，大家一起查看光彥在炸彈附近拍攝的影像，就在這時，又發生了一起爆炸事件。

柯南、小蘭、小五郎在吃完法國料理后回家的路上，碰巧看到了在西須三田車站的吵架現場。而之后那個中年男子在爭斗中從站臺掉下下去當場死亡。根據目擊者以及當事人的證詞警方都認定是意外，但只有柯南注意到了隱藏在意外背后的不自然的地方，而在調查了犯罪現場后柯南終于揭開了案件的真相。而兇手也承認了因為女朋友遇到車禍而報復殺人的事實。

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。

為調查鬼屋真相搜集更多的線索，柯南和小五郎一起對這棟公寓的其他三位住戶進行詢問，四谷和番町的房間里都擺滿了各種恐怖碟片以及會發光的鬼怪塑像，而另一位叫牡丹的研究生則是名絕對的無神論者，調查期間，總有飛蛾圍繞在他們身邊，這讓柯南靈光一現，沒錯，這些恐怖現象確實是人為的，并且這還與四年前那具死在公園里的女性焦尸相關，而兇手就是他！

在木山家具社長馬鳥宅留宿的柯南他們，在他自傲的石庭中部發現橫躺著的被絞殺的馬島社長。犯人恐怕在出席晚餐的4人中。但是，如何不留足跡將尸體運到庭院中部？此時小五郎說他已經明白了，但實驗失敗，理論不成立。在調查了攝影展招待卷后柯南推理出犯人的正式身份和犯罪手法來。在不容質疑的證據面前兇手最終坦白了罪行。