新田太太在路上偶遇買蛋糕的柯南和小五郎，于是，她急忙將小五郎拉到自己鄰居山本的住所，拜托他處理山本自殺的案件。從現場來看，死者山本是坐在沙發上，嘴巴大張用自己的改裝手槍結束生命，同時在扣動扳機的瞬間也打破了裝有蝴蝶的恒溫箱，柯南認為這是一起謀殺案，但是兇手是如何讓死者嘴巴大張，從而營造出自殺狀態？

因接到電視臺的邀請，小五郎便帶著柯南和小蘭飛到沖繩，參加一個與職棒選手能勢和主持人本山對談的節目錄制。在機場與本山會合之后，一行人打算去能勢下榻的酒店接他，沒想到卻在半路發現了能勢的尸體，期間，本山的一句話讓柯南認定他就是兇手，可能勢死亡的時候，他正在飛機上，因此有充分的不在場證明，那么，他到底是如何往返于兩個地方犯案的？

柯南、步美等人從博士家里找到了一封四十年前來自博士初戀情人的信，信上除了說每十年在回憶的地點見面之外，還留下了一串像是暗示地點的數字，而今天剛好是四十年后的相約之日。經過推理，他們一行人來到動物園，將信上的數字與動物入園的順序相結合，他們找到了飛鼠館，而正巧在他們的面前站著一位女性，她會是阿笠博士的初戀嗎？

警方對酒廠的所有人一一進行偵訊后，卻并沒有發現時什么異常，但柯南卻提出了兩個疑點，即兇手為什么要把尸體搬走，又為什么在兩天之后暗中告訴警方尸體的位置。為了思考這兩個問題，柯南想破了腦袋，直到他從換班休息的酒廠老員工哲田那里得知了以前的事情，隨后他冒充小五郎打電話給警方，讓他們調查一件事情，結果正好證實了他的想法，兇手一定就是那個人！

女主播水無憐奈拜托小五郎調查一件奇怪的事情，她家的門鈴連續兩個月無故響起，但卻從未發現有任何人出現在附近的跡象，并且門口還曾出現過一瓶安眠藥，更離奇的是隔壁空了半年的房子竟然在某天夜里出現了聲響，聽完水無的描述，柯南在她家門口的墻上粘了發信器，企圖竊聽門外的動靜，之后，又獨自來到隔壁房間調查并在玻璃門上發現了“木、美、和”三個字。