小五郎帶著小蘭等人去京都參朋友的婚禮，在新干線上柯南看見了兩名可疑黑衣男子，他利用阿笠博士送他的眼鏡竊聽到了不得了的事情——這輛新干線上有炸彈并且即將爆炸，眼看黑衣人離開新干線，柯南只能憑自己找到那只裝有炸彈的黑皮箱，鎖定了炸彈所在的車廂后，柯南對車廂里的四人進行試探，卻毫無頭緒，關鍵時刻元太的一句話提醒了他。

七年前載滿相當于十億日元金子的竜神號，突然出現在敷島海面。以幽靈船為噱頭的村長三上邀請小五郎來演講，而他的真正目的是拜托小五郎找到金子的所在。演講時，小五郎差點喪命講臺，兇手很有可能是島上的守衛浜田，和旅行社職員上原，兩人也似乎是舊識。當晚小五郎一路追蹤襲擊他的武士，卻被人打暈掉入了兇手的陷阱，成了殺害浜田的兇手。

小五郎的師傅塩田，在劇院找到了處理威脅事件的小五郎，而此時，他們正趕上女主角祥子和男主角宇田彩排一出殉情的戲碼，可祥子卻在演戲中被真正的毒殺，當所有的嫌疑都指向和水杯有關系的館岡和中山時，塩田卻搖頭否認，期間小五郎意外受傷而離開。思考陷入瓶頸的柯南，從塩田突然談起的芥川龍之介的《蜘蛛絲》得到啟示，找出了兇手。

這個從天而降死亡的人是江源，但從領結和皮帶等細節可以看出暗夜公爵并不是江源，警察去江源房間搜查時，發現房門居然上有防盜鎖，兇手把江源推下后是怎么逃脫的？在警察對其他人偵訊時，暗夜公爵將看守江源尸體的空手道高手打昏，還出現在了柯南、小蘭和佐山面前，并完全躲開了小蘭攻擊，難道說兇手就是……

柯南注意到這些音符并將其解讀，這時，當地的老警察說倉庫里有麻生圭二留下來的樂譜，這種重要線索柯南自然不會放過，他和警察一起去找樂譜，而這期間，一直精神怪異的西本上吊死亡，腳下還留有遺書，柯南推斷出這是他殺，當在看到麻生圭二留下來的樂譜后，柯南斷定出了兇手，他利用變聲領結和廣播室說出真相。