柯南、步美等人從博士家里找到了一封四十年前來自博士初戀情人的信，信上除了說每十年在回憶的地點見面之外，還留下了一串像是暗示地點的數字，而今天剛好是四十年后的相約之日。經過推理，他們一行人來到動物園，將信上的數字與動物入園的順序相結合，他們找到了飛鼠館，而正巧在他們的面前站著一位女性，她會是阿笠博士的初戀嗎？

牛迂的死因是喝了摻進氰化鉀的綠茶后中毒身亡。神奈川縣的橫溝警官發現裝著氰化鉀的瓶子翻倒在尸體下。然而牛迂打開了綠茶的瓶蓋后沒人再碰過，因而他斷定這是自殺案件。但柯南卻對此很懷疑。之后柯南發覺元太的舉止很古怪，于是調查三瀨等人的車內垃圾，找到了決定牛迂絕他殺的證據。犯人也最終承認了自己的罪行。

小五郎受邀去電視臺參加一個與偵探編劇探討劇本的活動，沒想到在開始之前，居然發生了命案，死者是編劇八神，他因喝了有毒咖啡而死，這些咖啡是由香田所沖泡，因此他的嫌疑最大，可是還有一個問題說不通，那就是兇手如何讓八神準確的拿到有毒咖啡？

水中逃脫魔術失敗的冬城在水槽內明顯是筋疲力盡而小五郎，柯南，目暮警長等人則在錄像中確認了當時的情況。冬城的死因確定是溺死，但到底這是事故，還是誰事先策劃的謀殺卻不得而知，這時小五郎卻發表了自己的推理，但很快被推翻。而在調查了現場之后柯南最終確定了犯人的身份，“沉睡的小五郎”也最終在眾人面前揭露了犯人的真面目。

小五郎受狩谷伴子太太所托來到狩谷家幫她找被弄丟的手機，隨后大家分別對可能拿走手機的大策、嗣貴和滋英進行詢問，卻并未找到，反而在小五郎等人離開的時候，伴子找到了手機。本以為一切就此結束，誰也沒想到伴子當晚就遭人殺害，警方對狩谷家的人一一進行偵訊，卻發現每個人都有不在場證明，期間，家里的仆人提起了12年前所發生的事情……