少年偵探團在廢棄大樓為園游會練習(xí)的時候，逃逸的嫌犯在佐藤和高木兩位警官的追擊下闖了進來，嫌犯從屋頂逃到隔壁的美術(shù)館，但佐藤警官還是在廁所將他逮捕，但由于操作失誤，她將自己和歹徒都用手銬銬住無法自由活動，嫌犯東田聲稱他是無辜的，逃跑完全是為了參加女兒的婚禮，最后佐藤警官決定讓高木和少年偵探團在一定的時限中找到真兇。

學(xué)校里最近發(fā)生了很多詭異的事情，而且教導(dǎo)主任在沒請假的情況下也消失了好幾天，當(dāng)柯南向老師和校長問及此事時，大家也都避而不語，為調(diào)查真相少年偵探團夜探帝丹小學(xué)，附有學(xué)生名字的娃娃，移動的人體模型，窗戶后面的黑影，樓梯上的煙霧和扶手上的紅色顏料，以及自己班級里突然出現(xiàn)的十幾個黑影，雖然這一切看似撲朔迷離，但是真相只有一個。

在盛夏到伊豆去做海水浴時，有一個叫道脅的男子主動和園子搭訕，并邀請三人一起吃飯，期間，道脅談起了當(dāng)?shù)赜忻哪凶託⒑稚^發(fā)女生的事，就在這時，有人匆忙跑來說有一名褐發(fā)女子在小樹林遇害。晚上，柯南三人在等待道脅接他們共進晚餐時，園子卻遭到了不明人士的攻擊。

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。

小蘭，園子和柯南在溜冰場認識了五個自稱是陶土射擊愛好者的朋友，就在大家等待看煙火的時候，洗手間卻傳來園子的尖叫，大家慌忙趕到現(xiàn)場時，看到的卻是千尋遭人用散彈槍擊中胸部倒坐在洗手間的慘狀，她的尸體旁邊留下了一個用血寫成的S狀文字，于是小五郎推斷這個英文字母代表著「兇手就是佐野泉」的信息，但高木和目暮警官卻推翻了他的猜測，之后，警方在死者的攜帶行動電話上發(fā)現(xiàn)了KIX的字樣。