小五郎接受電視節(jié)目制作公司社長(zhǎng)古川悅子的委托去保護(hù)他的母親。然后在古川家等待悅子回來(lái)的時(shí)候知道了家屬和女傭之間發(fā)生了很多金錢(qián)上的糾紛。悅子回來(lái)后去母親的房間叫母親時(shí)從母親的房間傳來(lái)了槍聲。悅子的母親被擊中頭部死亡。經(jīng)過(guò)調(diào)查，柯南發(fā)現(xiàn)了兇手殘留下來(lái)的證據(jù)正是遙控器上指紋的漏洞。最終兇手承認(rèn)了自己的罪行。

雖然對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了調(diào)查，但警方無(wú)論如何都找不到?jīng)Q定性的證據(jù)，束手無(wú)策之時(shí)，小五郎提出了他的自殺論，并且得到了目暮警官的認(rèn)同，就在警方準(zhǔn)備以自殺結(jié)案時(shí)，話劇中的黑衣騎士突然出現(xiàn)，在否定了自殺論之后，他摘掉面具，而面具下面正是那張讓小蘭朝思暮想的面容，沒(méi)錯(cuò)，真正的工藤新一登場(chǎng)，在進(jìn)行了一番精彩絕倫的推理后，他卻再次昏倒……

小五郎帶著小蘭和柯南來(lái)到“黃昏別館”，途中還偶遇了同是偵探的千間降代，當(dāng)他們到達(dá)之后才發(fā)現(xiàn)，此次受邀前來(lái)的茂木遙史、大上祝善、槍田郁美和白馬探都是名偵探，而在這棟別墅內(nèi)隨處可見(jiàn)陳年的血跡。在晚宴上，本以為能一睹這位別墅主人尊容的各位偵探卻掃興的發(fā)現(xiàn)，他居然頭戴面罩，并且還阻斷了所有道路，要求偵探們?cè)谶@棟孤立無(wú)援的別墅內(nèi)幫他尋找寶藏。

為了救被綁架的詹姆斯，少年偵探團(tuán)努力推理他留下的“P&A”的意思。步美把自己的偵探徽章留在了詹姆斯那里使眾人得到了詹姆斯的鎖在位置。他們還得到了佐藤警官等的幫助，向犯人發(fā)起追擊。而經(jīng)過(guò)推理，柯南領(lǐng)會(huì)到詹姆斯信息原來(lái)指的是自己被綁架到假冒的警車(chē)之中。而為了確保詹姆斯的安全，柯南眾人采取了非常的營(yíng)救手段。

在解開(kāi)頭發(fā)的假象之后警方開(kāi)始全面調(diào)查旅館。柯南推理出了犯人的犯罪手法之后提示小五郎和山村刑警發(fā)現(xiàn)報(bào)紙里登載的相撲戰(zhàn)績(jī)的秘密。之后在眾人的設(shè)計(jì)中兇手露出馬腳被抓現(xiàn)行。而犯案的動(dòng)機(jī)也是因?yàn)槲迥昵皳尳侔负蠼俜酥g的分在不均所引起的。雖然犯人一再的否認(rèn)但遺留在燈上被壓在灰塵之下的指紋卻說(shuō)明了一切，罪犯最終承認(rèn)罪行。