小五郎的學長寺岡請他們吃烤肉的時候，突然接到一個名叫松山的人的電話，為勸說此人回歸正道，寺岡匆忙趕去約見的碼頭，小五郎也要求一同前往，小蘭和柯南尾隨其后，到達碼頭后，寺岡單獨去見松山，可不一會兒，大家就聽到了槍聲，松山因手槍走火意外死亡。暮目警官說手槍上除了寺岡和松山還有第三個人的指紋，柯南仔細思考之后，斷定這枚指紋就是讓犯人認罪的完美證據。

小蘭受邀來到園子家的別墅，參加園子的姐姐綾子大學電影社的社員的聚會。被太田邀請在雨中散步小蘭，突然遭到神秘繃帶男的襲擊，還好柯南等人趕到小蘭才免遭傷害，大家決定報警可電話卻打不通，而門外的吊橋也被人砍斷，接著大家看到繃帶怪人擄走知佳子，并森林里找了知佳子被肢解的尸體，深夜，繃帶怪人潛入小蘭房間，想要置小蘭于死地。

園子、小蘭和柯南三人一起參加搖滾樂團雷克斯的慶功宴，卡拉OK包廂內，大家都因雷克斯樂團將要解散而面露悲傷，在主唱達也演唱完《血紅的維納斯》后，中毒猝死，在場的人都有作案的嫌疑，柯南無意看到達也以前的樂團照片后，便明白了兇手是誰，他躲在暗處以工藤新一的身份將兇手揭露，而因這場兇案牽扯出的愛恨情仇也無疑讓所有人扼腕嘆息。

小五郎帶柯南和小蘭為四井集團董事長千金麗花慶生，宴會結束后，大家的車都遭到不明人士的破壞，麗花決定住在別墅，一班追求者也表示留下來陪她。當晚，麗花莫名失蹤，大家在尋找麗花時，二階堂被溺死在噴泉旁邊，之后，小蘭也遭到同樣手法的襲擊，被柯南所救，兇手利用空調致使停電，因此可以確定犯人就是別墅里的人，這時，麗花浸在水里的尸體被發現。

委托人為表示感謝，招待小五郎三人溫泉旅行，他們在搭乘湯之山縣的列車上，遇到了兩名爭吵的醫生佐藤、伊達，期間伊達曾生氣離開。換乘休息的途中，警察在與湯之山線列車路線基本相同的花之街線列車上發現尸體，柯南洞察到伊達神情怪異有犯罪嫌疑，可他是怎么樣在兩趟不一樣的列車上游走殺人的？