為了讓扭傷腳的柯南療養腳傷，大伙兒一起來到城崎溫泉，然而，小蘭卻突然失蹤，柯南從光彥他們所拍的照片上看到小蘭和一個小女孩在一起，同時照片上還出現了一個行蹤可疑的男人。這時，柯南他們遇到了服部，他受人委托前來找一個叫陽菜的女孩，而她正是和小蘭在一起的那個孩子。據陽菜的父親周平所說，在陽菜失蹤的同時他美術館里的展品彩虹之子也不翼而飛。就在大家四處進行尋找時，陽菜和小蘭遇到了危險。

一波未平一波又起，繼越路被人襲擊之后，彌山屋也意外失火，并且有目擊者表示彌山的哥哥曾出現在火災現場，案件越來越撲朔迷離，小五郎和警方等人決定先回廣島試圖從紳六的友人著手調查，沒想到悲劇再次發生，上諏訪被不明人士襲擊，這同樣與宮島的七大不可思議相關，柯南想到了上諏訪曾說的話，而這也正是破案的關鍵，沒想到兇手居然是擁有最有力不在場證明的那個人！

這天柯南陪同小蘭和園子來練瑜伽減肥，這時他們碰到來參加減肥班的出川，而出川厚子故意的刁難的態度迫使教練里月跪下息事寧人。而在晚上的訓練厚子也早退走掉，獨自回到屋里。訓練之后保子因為敲不開出川的門而來找里月，但開門之后出現的確實中毒身亡的出川！在勘察現場之后肯納發現了犯人的犯罪手法，犯人也承認了因為報仇而殺人的事實。

就在光彥撥通報警電話之時，檢查的工人以小哀作為威脅，沒有辦法下光彥掛斷了求救電話。犯人們商議著要放棄贖金處理掉一切，少年偵探團的各位陷入了危機，就在這時步美注意到柯南發出的信號，按照指示給依次給步美，柯南，元太和阿笠博士的手機打電話來分散犯人的注意力，但因為聲音太大反而引發了犯人的注意。而此時犯人也發現了孩子們的計謀開始尋找光彥他們，柯南利用麻醉槍也終于制符了犯人們。

差點被警察發現的柯南和大嶺及時被阿笠博士帶走，之后小五郎也趕到阿笠博士家，聽完柯南的分析，大家決定先找到大嶺當時所使用的空包彈手槍，被柯南找到的手槍成為了大嶺洗清嫌疑的關鍵證據，接下來就是尋找將罪名嫁禍給大嶺的真兇，柯南再次前往遭到槍襲的地下室，并在這里發現了兇手留下的線索，為了讓兇手自己露出馬腳，柯南計劃了一出好戲……