以幕末的長崎為舞臺，有坂本龍馬擔任的偵探而活躍的推理劇，正在負責寫腳本的編劇家耕作先生突然消失蹤影，只寫了一半的劇本則委托小五郎先生幫忙推理出劇中的真正犯人，調查了耕作房間的柯南等人發現了許多古董美術品竊盜團的簡報，這一切似乎都有著隱情。失蹤中的耕作先生利用郵件將后續的劇本傳送過來，在劇本中出現了奇怪的臺詞。

結束大致的案件詢問之后柯南一行人決定開車送圭小姐回家，卻發現圭小姐家中被安裝大量的竊聽器，在尋找竊聽器的安裝地點時竟然找到了一具男尸。另一方面跟著打算買東西的圭小姐而離開公寓的柯南被綁架，接到小蘭的電話后阿笠博士立即和灰原在昴先生的陪同下開始追蹤，而了解了事情始末的世良也前去和小蘭會面。

被襲擊的迫田暈倒前指向了小蘭，擁有空手道段數的小蘭被懷疑，尋找到目擊證人的柯南還從飾演過蝴蝶夫人的兩位演員身上找到了小蘭飾演角色的原型，而劇本內第二起殺人事件的死亡訊息也不知道蘊含著什么意義。案件變得更加撲朔迷離，擁有犯罪嫌疑的人越來越多，而在案件還沒解決的情況下又有人遭到了襲擊。

圍繞著由推理游戲急轉成的殺人事件，柯南在詢問過車內有嫌疑的人后漸漸有了線索，事件背后的兇手終于露出了馬腳，正在他上演推理秀時卻有其他的事情發生。單獨出去的小哀至今未歸，而世良真純也被神秘人物電暈帶走，但這個車上還藏著不一般的人物，最后誰是贏家現在還沒有定論。

正在和立野巡警交談的柯南等人看到了精神恍惚的貴和子小姐，前去詢問時才得知她要拜訪的大岡先生死在了家中，今天前來拜訪的貴和子小姐和久榮先生都是被大岡勒索的人，用勒索得來的錢財用來du博的大岡讓兩人非常痛恨，但他們卻說自己并沒有殺死大剛先生，案發現場醒目的縮寫字母K，這個令人疑惑的死前訊息成了破案的關鍵。