小五郎，柯南，蘭，園子為了看伊東玉之助的劇團(tuán)的戲劇表演，而前往了有名的劇院金丸座。這次，劇團(tuán)上演的是以《歌劇院的怪人》為藍(lán)本改變的《金比羅劇院的怪人》的時(shí)代劇，玉之助飾演怪人，女演員輕部蘆美飾演女主角歌手。之后，在彩排中大吊燈突然落下，由于蘆美額頭受了小傷，玉之助不得不在劇院公開了被實(shí)際存在的怪人要求更換女主角的事情。

小五郎因?yàn)槭車鸭业膱?zhí)事赤冢的委托，幫助他們解開惡靈的詛咒而來到國友家的公館。隨后，柯南他們面對(duì)的是公館收到的謎樣的卡片和在4號(hào)多次發(fā)生的奇怪事件。主人國友淳大再次請(qǐng)求他們?cè)诠^內(nèi)重復(fù)調(diào)查。晚飯后，呆在2層房間的柯南他們，卻發(fā)現(xiàn)了在3樓的陽臺(tái)上吊著的安全公司經(jīng)理關(guān)口先生的尸體。

隔壁班的女生百合子找到少年偵探團(tuán)，拜托他們解開她從未謀面的曾祖父所留下的謎題，于是，大家在一位身份不明自稱是時(shí)鐘的男人的帶領(lǐng)下來到了謎題的所在——天使之館，當(dāng)晚九點(diǎn)，解謎游戲正式開始，元太和光彥、步美和灰原都在別館的不同地方發(fā)現(xiàn)了謎題中的無角牛，可是卻沒有更進(jìn)一步的發(fā)現(xiàn)。次日，柯南從另外一個(gè)角度思考謎面，并成功找到了第一個(gè)線索，沒想到這時(shí)卻……

小五郎要去參加米花街業(yè)余文藝會(huì)演，于是便與柯南，目暮警官和街道主管上島長郎一同前往會(huì)場。途中，小五郎等人順路去了目黑美彌開的飯館。大會(huì)結(jié)束后，只剩下了有人找的市松留了下來。小五郎，上島等人則去咖啡館“meruhenn”繼續(xù)第二攤。不久后目暮警官卻接到電話報(bào)告說市松被刺！最終在柯南的推理下終于揭開了事件的真相。

警方并沒有找到柯南等人看到的當(dāng)時(shí)那名男子所穿的灰色外套和背包，就在高木和佐藤準(zhǔn)備離開的時(shí)候，已經(jīng)知道兇手手法的柯南有意向他們做出暗示，根據(jù)柯南的提示警方破解了兇手制造不在場證明的手法，因此，加藤終究難逃法網(wǎng)。破案之后，高木警官?zèng)Q定在離開之前向佐藤警官表白，可是話剛到嘴邊，目暮警官就突然出現(xiàn)并告訴他……