少年偵探團、灰原與柯南等人發現小說家萬田年久的弟子原本高平在家中遇害。目暮調查了死亡推定時間內的不在場證明。萬田說他從昨晚起一直把自己關在旅館的房間內、案發時也沒出過房間。高木發現旅館和原本家確實很近。可是，島木說自己確實在旅館的候梯廳等萬田，而萬田的貓最終暴露了他犯罪的事實。而最終萬田也承認了自己的罪行。

警方將這三人都帶到了地下停車場，他們分別是兒島、稻垣和玄田，根據受害者指著元太說“L”的信息，步美和光彥就認為歹徒是與元太名字相近的家伙，便分別對他們提出質疑，但都被柯南否定。與此同時，柯南也已經知道了歹徒的身份，他躲在阿笠博士身后，用變聲領結說出了真相！

在東京的松陰神社，少年偵探團及時救下了被男子襲擊的小早川公子小姐，為了尋找她爺爺藏起來的足以買下國家價值連城的寶藏，大伙一起前往她的老家津和野在中途的新山口車站，遇到了自稱是公子小姐的朋友川子茂先生，但柯南和灰原注意到這并非他的真名，到達之后，他們又發現了新的暗號，順著線索來到了萩市，沒想到襲擊公子小姐的人那些人將灰原、光彥和公子小姐帶走。

簡單問過案情之后，小五郎隨警方來到案發的二樓進行查看，根據死者頭部的槍傷，推斷出兇手的身高應該在在180cm左右，雖然船本先生有嫌疑但卻低于死者，種種推斷都否決了船本殺人的可能，然而，柯南卻在他輪椅上發現了蔥，沒錯，兇手就是他，可是他到底是如何犯案？消失的珍珠項鏈又被如何處理了？

沒過多久，綁匪就打來電話威脅柯南他們盡快找到寶藏，不然難保灰原他們安全。人命關天，柯南絞盡腦汁想要破解暗號，他發現萩市地圖與貓圖相吻合，而貓眼的地方就是線索的所在，于是，他們來到了円政寺，并在這里找到了日記中被撕掉的一頁，柯南將這些零散的圖片拼接成一條路線，大伙兒照此地圖找到了一個地下山洞，就在寶物將要到手之時，黑衣人綁匪出現……