小五郎三人陰錯陽差的搭上了簱本家的豪華游輪，并遇到新婚夫婦夏江和小武，這時，簱本當家豪藏找孫女婿小武談話，他識破了小武是自己害死的對頭財誠勇夫的兒子。當大家都在餐廳用餐時，突然傳來管家鈴木的慘叫，豪藏遇害，大家把矛頭指向小武并將他關進倉庫，可是到了晚上，柯南又在夾板上發現了長孫女秋江丈夫的尸體，被禁足的小武也不見了蹤影。

米花博物館將要舉辦珠寶展，園子家的「黑暗星辰」也要參展，可在此之前，園子家收到了一封來自怪盜基德的盜取通知信，柯南解開通知信的暗號后來到杯戶市立飯店屋頂，基德在月色中憑空到來，將警方內部搞的一團糟后，順利逃跑，并留下通知信說他定會盜走「黑暗星辰」。宴會當天，園子的母親給上船的每個人都發了一顆黑珍珠，混淆視聽，可基德手法更高一籌，他偽裝成了鈴木會長登上船只。

毛利小五郎受古董收藏家丸傳次郎之托，調查他太太丸稻子是否有外遇。結果遇到傳次郎有客人來拜訪。但是兩三個小時過去后仍然不見傳次郎的蹤影，在進入的房間后發現傳次郎已經被殺害！而房間的墻壁上也不滿了劍痕。經過調查后犯罪嫌疑人鎖定在了在小五郎之前來拜訪傳次郎的客人中。最終通過勘察現場柯南發現了死者留下了死亡訊息并最終找出了犯人。

小五郎的師傅塩田，在劇院找到了處理威脅事件的小五郎，而此時，他們正趕上女主角祥子和男主角宇田彩排一出殉情的戲碼，可祥子卻在演戲中被真正的毒殺，當所有的嫌疑都指向和水杯有關系的館岡和中山時，塩田卻搖頭否認，期間小五郎意外受傷而離開。思考陷入瓶頸的柯南，從塩田突然談起的芥川龍之介的《蜘蛛絲》得到啟示，找出了兇手。

麗花身上有被捆綁的痕跡，柯南在調查中扭開水龍頭的時候，發現水居然是從蓮蓬頭流出，確定了兇手之后，接下來就是找證據，柯南麻醉小五郎，借助小五郎的聲音讓三船、五條、六田、一枝脫下外套，更加確定了自己的推測，在黑暗的別墅中，柯南指出兇手，而兇手的殺人動機則源于兩年前。