柯南、少年偵探團、哀、阿笠博士來到阿笠博士友人所在村莊觀光，在夜晚的溪邊等待放螢火蟲時，村長的兒子中嶺和助手垂水乘坐運送螢火蟲的貨車到達。垂水打開貨車上的箱子，螢火蟲便成群結隊的飛了出來。元太為了要抓螢火蟲，爬上了貨車，隨手拿走了貨車上的手電。在大家陶醉于欣賞螢火蟲時，助手垂水接到一通中嶺打來的電話，說中嶺在烏帽巖，救命。柯南等人到達時，發現中嶺已經死在車內，地上放著疑似有毒的飲料瓶，車內還飛著一只……螢火蟲。。。

死者鍛吾是被人捆綁溺斃在泳池中而死，他的一只手上還戴有前管家的手套，作為父親的角藏認為兇手就是這棟宅邸中的某個人，聞聽此言，小五郎便做出不可能是家人犯案的結論，可是當晚，角藏的房間里就傳出花瓶摔碎的聲音，當大家趕到時，角藏已上吊身亡，在案發現場高木警官發現疑似角藏所留下的死亡訊息。

根據這個如此漏洞百出的犯案現場，柯南推斷前來拿走照片的人并不是黑暗組織，為查明真相，柯南讓店長分別給三個有備份鑰匙的人打電話詢問他們的行蹤，卻并未發現有何異樣，然而，一切都逃不過柯南敏銳的眼睛，他將凳子上汗漬與這三個人是身形相聯系，斷定拿走照片的人就在他們之中并且這個人現在就在房間里。

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。

少年偵探團在米花公園附近遇到了步美以前的鄰居秋本小姐，她正準備去附近的警局找每晚都能遇到了大胡子警察道謝，沒想到詢問后卻發現根本沒有這個人，碰巧這附近頻頻發生闖空門事件，大家懷疑那個假警察就是盜竊犯，于是柯南他們分頭展開調查，意外的是大家都對這個冒牌警察贊不絕口，他到底是誰？又是為了什么目的而假扮警察？