柯南確信被警察盯上的千野并不是真正的犯人，而尸體的第一發現者福田先生和催促番藤與天城協商的江崎小姐都有殺人的機會，但在調查中柯南并沒有得到這方面的線索。案件的條理逐漸明確，犯人殺死天城和番藤的目的是為了陷害千野，想起千野偶爾擔任推理小說新人獎的審查后另一條線索出現了。

毛利小五郎帶柯南和小蘭來高級餐廳用餐，進門后三人發現桌上擺滿了食物卻沒有客人，并在廚房發現了倒在地上的廚師口石先生。清醒后的口石先生告訴三人，原本有五名客人在餐廳里用餐，不料自己在做飯時遭到了歹徒的襲擊，客人們也不知去向。毛利小五郎馬上通知了目暮警官，并查清了每個客人的身份，然而卻難以判斷消失的客人們去了何處。正在這時，擺放在餐桌上的甜點和雜物引起了柯南的注意。

小五郎竟然拒絕去看沖野洋子主演的新電影，原因是這部電影的原型很像他和妃英理，正當他們爭論的時候小蘭接到了一個聊天軟件的申請，同意后小蘭竟然收到了媽媽妃英理的求救，就在他們疑惑的時候另一個相同的賬號也加入了聊天，柯南一眼看出妃英理遇到了危險，而犯人正在擾亂他們的判斷。

根據友寄夫人的回憶，寫有打開機關盒方法的紙條被丈夫藏在了某本書中，眾人紛紛開始查閱圖書館中的藏書。柯南在回憶友寄夫人所言之后，頓悟了紙條被藏匿的方法，并推理出紙條所在的書籍。正當眾人齊心協力想要從書中找出紙條時，圖書館突然停電陷入一片黑暗，柯南等人趕緊前往放置機關盒的展廳，卻發現基德早已留下卡片逃之夭夭。

柯南跟著步美等人調查他們目擊犯人的樓層，圣誕節的百貨商場人流量非常多，他們三人在目擊犯人時都沒有看到犯人的臉，綜合他們當時所遇到的場景柯南有了線索。步美等人的證詞都沒有錯誤，出現不一致的原因是外觀印象會受到周圍環境的影響，而綜合這些證詞后符合條件的人只有一個。