服部打電話告訴柯南雖然沒有查到水無憐奈的過去，但是找到了關于神秘轉學生本堂英祐的事情，于是，柯南根據服部所提供的情報和阿笠博士、灰原來到了據說有英祐父親照片的模型店店長的家中，可是，店長卻發現柯南要找的照片突然不見了，并且根據房中所留下的痕跡來看，柯南斷言一定有人曾入侵過這個房間。

柯南在和阿笠博士，步美等人一起去酒店吃自助餐的時候，將事情的來龍去脈全部告訴了灰原，沒過一會兒，高木警官趕來辦案，柯南詢問后得知這家酒店里的一家藝人事務所社長被人槍殺，在他的提醒下，警察抓到了三名有嫌疑作案的人，而其中一名竟然是FBI的搜查官卡梅隆，因為不能暴露身份，所以他接受偵訊時支支吾吾的表現更顯可疑，于是，柯南打電話給茱蒂老師讓她前來解圍。

小五郎帶著小蘭和柯南一起去美容院接妃英理吃飯的途中聽到了奇怪的聲音，停車后，他們發現格斗家永作司朗的尸體躺在垃圾堆中，警方立刻趕來調查，他們發現死者的脖頸部位有許多細小的毛發,由此推斷永作司朗死亡之前可能在剪頭發，這時，給妃英理做頭發的美容家葉坂皆代說自己曾和死者是戀人，于是一行人又到她的美容院查看，雖然她有殺人的動機和嫌疑但與此同時她也有不在場的證明。

警方將這三人都帶到了地下停車場，他們分別是兒島、稻垣和玄田，根據受害者指著元太說“L”的信息，步美和光彥就認為歹徒是與元太名字相近的家伙，便分別對他們提出質疑，但都被柯南否定。與此同時，柯南也已經知道了歹徒的身份，他躲在阿笠博士身后，用變聲領結說出了真相！

當晚，這名潛入醫院的黑暗組織同伙南田陸道果然展開了行動，但同時FBI也暴露了行動，南田陸道在驅車逃跑的過程中舉槍自盡，雖然柯南破壞了他的手機但他還是通過其他手段將搜集來的信息傳給了組織。既然事情發展到這種地步，轉院無疑就是在向黑暗組織昭示水無憐奈就在這里，所以只能另想對策。另一方面，英祐伺機潛入了水無憐奈的病房，并發現她早已從昏迷中蘇醒。