小五郎受到一出推理劇的邀請負責前言部分的講解，巧合的是他在這里與他的國中同學，當前的大明星雨城瑠璃再度重逢。片場的偵探演員風見良輝，總是惡語傷人，把每一個人都搞的很不愉快，于是，導演建議大家先休息三十分鐘，此時正好下起了大雪，瑠璃邀請大家外出賞雪，可是沒過一會兒，別墅內傳出了瑠璃驚恐的尖叫，柯南等人急忙趕去，看到的卻是倒在血泊里的風見，警方趕來后對波原霞、南云曉、南云伸晴和雨城瑠璃這四名最有嫌疑的人進行了搜查，然而卻并未發現兇器。

幸運的是兩人都沒有受傷，演出也能順利進行。然而，就在大家驚訝于華麗的舞臺和逼真的場景時，煙霧繚繞劇場內卻發生了命案，死者是話劇的男主角，案發時，新一立刻跑到舞臺上并在那里發現了手槍和空彈殼，之后又想起了出現在舞臺上的紅色瞄準線，但他卻不認為兇手是從觀眾席殺人，反而肯定兇手當時就在舞臺上，而嫌疑最大的就是和男主角糾纏不清的四名女演員。

見到高城登之后大家就否定了之前的想法，因為沒有人會帶著自己的孩子進行毒品交易，那么，只有那三個沒有填寫信息表的人最有嫌疑，柯南通過包包中的手帕推斷出進行毒品交易的就是那個做棒球動作的人，于是，大家分頭尋找，與此同時，聽到他們零星對話就斷章取義的警局同事也忙著找高木的包包，面對這種突如其來的狀況，高木能夠找回戒指向佐藤求婚嗎？

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。

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。