阿笠博士以少年偵探團(tuán)為對象進(jìn)行了一場尋寶之旅，舞臺就是阿笠博士的叔叔住的一個別墅，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、星星和太陽組成的古怪暗號，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)。

少年偵探隊(duì)為準(zhǔn)備兒童大會要表演的布偶戲，隨一個叫海部大學(xué)生去霧之丘高原進(jìn)行特訓(xùn)，可是當(dāng)晚柯南發(fā)現(xiàn)同他們一起來的小朋友和相應(yīng)的布偶都不見了，就在柯南和光彥去二樓進(jìn)行調(diào)查的時候，元太和步美也突然失去了蹤影，因?yàn)殡娫捑€被不明人士割斷，兩人跑到離這里最近的另一家民宿，卻看到……

雖然現(xiàn)在清楚了兇手的犯案手法，但還是不能將犯人鎖定在一個人身上，這四名一同前來的朋友都有犯案的嫌疑，柯南在廁所外面和內(nèi)部都發(fā)現(xiàn)了地上帶有血跡的線條，并且他還從四人的交談中得知半年前因散彈槍走火而死亡的成田，經(jīng)過推斷，他已經(jīng)知道了真相，就在這時，小五郎卻叫來所有人，說他已經(jīng)知道了誰是真兇！

柯南等人搭乘環(huán)形電車的時候，突然從二號車廂里傳來慘叫，一名女子橫尸車廂，發(fā)現(xiàn)尸體的是死者的三名同事，柯南注意到死者耳朵發(fā)黑并且有被針狀物刺過的痕跡，由此推斷是被人毒死的，警察趕到后對死者的三名同事進(jìn)行偵訊并檢查了他們的物品，柯南發(fā)現(xiàn)其中一人物品很是可疑，沒錯，兇手就是她！柯南已將謎底已經(jīng)解開。

柯南的班級轉(zhuǎn)來了一個叫灰原哀的女生，而同一天少年偵探隊(duì)也收到了同校俊野幫忙找哥哥的委托，大家一起去俊野家進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)了一張夏目漱石的肖像畫，俊野說曾有一個黑衣女人很賞識這幅畫，聽到這些，柯南馬上聯(lián)想到了黑衣組織，便急忙帶領(lǐng)偵探隊(duì)走街串巷的尋找線索，期間，在便利店遇到的一個使用假錢的男子引起他的注意，于是，一路尾隨，推理出了這名男子的去向。