小蘭、園子和世良三人在上學途中發現了路旁的遺體，遺體的旁邊留下了用血寫下的“死”字，這就和十年前工藤優作唯一沒有揭穿犯人的事件幾乎一樣，為了調查這兩期案件的共同點，他們打電話給高木警官，但參與十年前案件的目暮警官看過遺體后卻以竊盜事件定性，回憶著十年前的一幕幕柯南依舊沒有明白自己父親的用意。

被襲擊的迫田暈倒前指向了小蘭，擁有空手道段數的小蘭被懷疑，尋找到目擊證人的柯南還從飾演過蝴蝶夫人的兩位演員身上找到了小蘭飾演角色的原型，而劇本內第二起殺人事件的死亡訊息也不知道蘊含著什么意義。案件變得更加撲朔迷離，擁有犯罪嫌疑的人越來越多，而在案件還沒解決的情況下又有人遭到了襲擊。

柯南以工藤新一的身份聯系沢栗熏，并讓他拍照傳送這三位嫌疑犯的簽名書，期間，新一得知了沢栗熏的外號鶯鳥并推敲出了沢栗未紅取綽號的規則，根據死者生前在SNS留下的信息，新一知道了兇手是誰，但他卻無法冒著犧牲兩條人命的風險揭露真相，所幸警方的狙擊手已經就緒，然而，小蘭卻做出了讓人吃驚的舉動……

正在進行的推理游戲卻變成了真正的殺人事件，在列車到達名古屋前柯南他們要在乘客中揪出真正的兇手來，在他們四處尋找線索的時候灰原卻忍受著內心的煎熬。內心忐忑不安的灰原正在受到組織的威脅，組織的黑影已經更近一步接近灰原，她絕對不能以這種摸樣被人殺害。

在死去的西澤家里發現了作案的手法和遺書，看似自殺的現場還存在很多疑點，在現金還沒有歸還的情況下小五郎檢查繼續調查。西澤的好友田中和公司社長的互相指正引起了小五郎的懷疑，而一路探查的柯南看到了漂浮在宇田川河面上的部分鈔票，經過整理之后柯南得知了這次事件的兇手，而他將代替感冒的小五郎為大家揭曉真相。