小五郎帶著小蘭等人去京都參朋友的婚禮，在新干線上柯南看見了兩名可疑黑衣男子，他利用阿笠博士送他的眼鏡竊聽到了不得了的事情——這輛新干線上有炸彈并且即將爆炸，眼看黑衣人離開新干線，柯南只能憑自己找到那只裝有炸彈的黑皮箱，鎖定了炸彈所在的車廂后，柯南對車廂里的四人進行試探，卻毫無頭緒，關鍵時刻元太的一句話提醒了他。

清潔公司的董事藤井被樓上掉下的重物砸死，警察在尸體旁邊發現了一個沒有指紋的口風琴，柯南認為這并不是簡單的意外事件而是謀殺，警察去清潔公司社長中山的辦公室進行調查時，這里的監視器引起了柯南的興趣，在對監視器進行了簡單的操作后和攝影內容簡單回查后，兇手浮出水面。

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。

身體變小后柯南轉入帝丹小學，并結識了步美、光彥和元太。某日，明星洋子來到毛利偵探事務所，說總感覺有人暗中監視她，為了更進一步了解真相，毛利一行人來到洋子住處，可開門后居然有具死尸橫在門口，期間柯南發現了另一名演員優子的耳環并且還注意到洋子的經紀人山岸神態怪異，洋子、山岸、優子到底誰才是真正的兇手。

阿笠博士帶少年偵探團來到野外，并交給他們一張地圖讓他們去尋找寶藏，路上困難重重，但大家不畏艱險互相扶持，終于接近終點，柯南解開天之水與天之石的暗語，順利找到了藏有寶物的底下通道，這里有兩大袋珠寶，然而在途中碰到過的兩個行跡可疑的男人突然出現，柯南采用智斗將他們打到后，又發現了一個大木箱，這才是阿笠博士想讓他們找到的寶藏。