阿笠博士以少年偵探團(tuán)為對(duì)象進(jìn)行了一場(chǎng)尋寶之旅，舞臺(tái)就是阿笠博士的叔叔住的一個(gè)別墅，但在他叔叔過世的50年來，這棟本不該有人進(jìn)出的別墅卻發(fā)現(xiàn)有人來過的痕跡，他們還找到了一系列由月亮、星星和太陽(yáng)組成的古怪暗號(hào)，連博士事先藏好的玩具也被人用刀劃壞，這幢別墅一定暗藏玄機(jī)。

為了找尋灰原存有藥物資料的磁盤，柯南一行找到了她姐姐明美的老師廣田教授，趕到時(shí)卻發(fā)現(xiàn)教授死在一個(gè)密封的室內(nèi)，經(jīng)過鑒識(shí)認(rèn)定是后腦勺遭到重物撞擊而死，但這其實(shí)是一件蓄意殺人案，可疑人物鎖定在白倉(cāng)、細(xì)矢和盛岡三人身上，就在柯南的推理遇到瓶頸時(shí)，灰原的一句話點(diǎn)醒了他，他用阿笠博士的聲音道出真相。

雖然少年偵探團(tuán)被發(fā)現(xiàn)且命懸一線，不過幸好柯南及時(shí)趕到，大家得以解救，至于這個(gè)黑衣女人根本不是組織里的人。回家的路上，灰原識(shí)破柯南的身份并說自己是黑衣組織的人，而阿笠博士現(xiàn)在已經(jīng)……，聽到這些，柯南匆忙趕去博士家卻發(fā)現(xiàn)博士安然無恙，而這時(shí)灰原也回到家，原來她因?yàn)榻憬愕氖虑橐呀?jīng)背叛了組織并且服用了和柯南一樣的藥讓身體變小，走投無路之下來到工藤家，被博士發(fā)現(xiàn)而收留。

馬上趕到增尾家的眾人發(fā)現(xiàn)增尾的妻子已經(jīng)被殺害了?？此剖菑?qiáng)盜殺人的事件中柯南卻從中發(fā)現(xiàn)了疑點(diǎn)，經(jīng)過推理最終發(fā)現(xiàn)了犯人的犯罪手法在。在柯南的提醒下高木警官揭露了犯人的騙局。另一方面佐藤警官拒絕了白鳥警部的邀請(qǐng)轉(zhuǎn)而邀請(qǐng)高木警官一同吃飯就在這時(shí)出現(xiàn)的暮目警官卻讓高木產(chǎn)生了誤會(huì)。

在流水亭吃飯的時(shí)候，柯南再次遇到謀殺案件，死者是繩文大學(xué)的新井副教授，同行的兩人金田和巖間表示他們是為了慶祝新井晉升才來流水亭，調(diào)查后并沒有發(fā)現(xiàn)可疑人物出現(xiàn)在新井遇害的八號(hào)房，而當(dāng)時(shí)金田和巖間也都有不在場(chǎng)證明。但一切瞞不過柯南的眼睛，在查看了金田和巖間所在的三號(hào)房和送飯用的船只后，找到了兇犯難以逃脫的鐵證。