千葉警官在警局四處詢問有關“不明飛行物”的線索，卻毫無所獲，這天他回到家，收到了聲稱是自己宇宙第一大粉絲的人寄來的神秘郵件。在另一邊，名為和田陽奈的女高中生來到毛利事務所，委托小五郎調查杯戶公園“UFO”一事。杯戶公園隔壁的杯戶高中發生殺人案件，這兩者是否有聯系？

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。

小五郎讓柯南和小蘭陪他一起去位于大分的別府溫泉旅行，說到別府溫泉最有名的莫過于地獄巡游之旅，就在小蘭和柯南興致勃勃討論的時候小五郎卻在一旁默不作聲。在柯南和小蘭的逼問下小五郎才說出了實情，這次的旅行目的是尋找仲代電氣社長的女兒麻奈美，柯南根據照片找到了麻奈美所住的旅館，但這僅僅只是開始。

根據圖畫書中的線索，柯南等人得知還有其他炸彈存在。目暮警官馬上出動全體警力前去搜查，不料卻發現其余的炸彈都只是爆炸犯捉弄警方的惡作劇，而真正的炸彈早已按照計劃在指定地點爆炸。正當調查一籌莫展時，目暮警官突然接到匿名電話報警，稱自己發現了爆炸犯的藏身之處。而正當眾人趕往此地時，據稱是犯人居住的地方卻再一次發生了爆炸……

一直被大家遺忘在家中的狗引起了柯南與平次的注意，二人很快就洞察了這一系列殺人事件的作案手段。平次委托村長告訴眾人他已經得知了鵺的真面目，并在庭院內為眾人重新演示了一遍案發當日的情形。在二人的推理下真相終于浮出水面，兇手成功被警方抓獲。當案件塵埃落定后，平次終于鼓起勇氣準備向和葉告白……