來到倫敦的柯南不小心以新一的身份向小蘭暴露在倫敦的事實，而此時柯南喝下了回國用的解毒劑暫時以新一的身份出現！在繼續調查的過程中小蘭從以前新一說過的話中得到啟發發現了人偶的秘密。而之后通過與新一電話中發現了更多的線索。這時小蘭和小五郎碰到了米奈芭小姐，在米奈芭和弟弟阿波羅的協助下小蘭留在教堂的紙片，而上面寫著的就是接下來的線索。

這天園子和小蘭帶著少年偵探團的孩子們來到孤島上，問此事正好碰到電視劇的拍攝。而導演和主演則是之前的話題演員宮坂裕彌，而攝影助理沖田則被迫作為替身完成危險的跳崖的鏡頭。這時因為下雨拍攝被迫中斷，劇組人員回到了酒店。就在眾人在酒店休息時發現宮坂被刺身亡！而犯人就在野營地的幾人之中！

小五郎受到一個名叫立李三可的委托，帶著柯南和小蘭一起來到群馬縣調查真相，途中他們遇見了德備六朗和荒巖，并從他們口中得知了11年前有一個名叫辰彥的孩子在旅館附近的河中溺斃而亡的事件，這與信中所提及的殺人案有何聯系？辰彥父親同時也是約見地點光羅旅館的老板沼山伴藏也讓人覺得很怪異，次日清晨，滿身都是刺鼻氣味液體的伴藏死在了旅館的頂樓房間，難道是小蘭昨晚在河邊看到的河童下的毒手嗎？

柯南和服部等人得知了犬伏家兄妹幾人改名的事情，而在和葉子和小蘭的閑聊中服部和柯南領悟到了魔犬的秘密正在這時裟臣婆婆卻突然倒下。而在小蘭和葉子的提示下小五郎推理出幸姬變是此次事件的犯人。而當眾人來到小屋里尋找幸姬的時候，魔犬卻突然出現！但當魔犬撲過來時眾人發現魔犬其實只是小狗，而服部和柯南也揭露了犯人的真面目。

小蘭從小五郎的錢包里發現了五萬日元的項鏈收據，這似乎是要送給妃英理的生日禮物，得知這件事后小蘭發揮驚人的手氣抽到了飯店住宿券，等到生日那天柯南他們一起來到飯店并享受了一頓豪華的晚餐，可小五郎卻絲毫沒有贈送禮物的意思，一氣之下妃英理獨自返回房間，可小蘭卻想盡辦法讓小五郎在生日結束前送出禮物，沒想到進入妃英理的房間后竟然發現了一具女尸。