柯南、小蘭和小五郎散步的時候，聽到附近大樓傳出女聲的尖叫，聞聲趕到的柯南等人發現不動產社長井本被殺，經過排查，犯人鎖定在了曾經賣漁具的寺沢、來借錢的土橋和協商離婚的妻子貴子三人身上，柯南發現了兇手的法案手法后，利用簡單的道具，提醒小五郎，最終犯人難逃法網。

某天，小五郎，小蘭和柯南三人走到坂口家時，討論起了他的愛狗約翰和他八年前自殺的兒子，這是，突然沖出一名女子大喊小剛被約翰殺死，原來是坂口先生拜托小剛在他出差的時候照顧約翰，可沒想到能釀成這樣的悲劇，柯南在調查坂口兒子正人自殺的事時，發現正人的自殺和小剛有關，坂口成為最大的嫌犯，可他到底下了什么命令讓約翰襲擊小剛？

少年偵探團，在機緣巧合下和最受歡迎組合TWO-MIX的主唱高山美奈美一起吃飯，高山為找搭檔永野椎菜，一人跑出了演唱會的會場。后來在餐廳外，歹徒當著柯南的面將高山推入車中綁架，他們要求少年偵探團拿著TWO-MIX最新的歌曲練習帶去交換人質，歹徒在電話里讓少年偵探團把警察甩掉并讓步美一人前去，于是柯南和步美調換身份。

小川醫生這兩年來不斷收到未署名的錢和玩具，實在是不知道來歷，于是前往毛利偵探事務所求助。在柯南的提示下小五郎推理出玩具其實是中古品，而小蘭也因此開始懷疑起柯南的身份。在前往小川醫生工作的醫院調查過程中看到柯南翻閱病例的小蘭對柯南的懷疑也進一步加深。最終柯南在千鈞一發之際成功解救了小川醫生的孩子。而柯南也成功化解了小蘭的懷疑。

委托人為表示感謝，招待小五郎三人溫泉旅行，他們在搭乘湯之山縣的列車上，遇到了兩名爭吵的醫生佐藤、伊達，期間伊達曾生氣離開。換乘休息的途中，警察在與湯之山線列車路線基本相同的花之街線列車上發現尸體，柯南洞察到伊達神情怪異有犯罪嫌疑，可他是怎么樣在兩趟不一樣的列車上游走殺人的？