小五郎，柯南，蘭，園子為了看伊東玉之助的劇團的戲劇表演，而前往了有名的劇院金丸座。這次，劇團上演的是以《歌劇院的怪人》為藍本改變的《金比羅劇院的怪人》的時代劇，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際存在的怪人要求更換女主角的事情。

警方在露天澡堂里找到了殺死兩人的兇器神刀以及一條沾有血跡的浴巾，隨后警察又對旅館里有犯案嫌疑的人逐一進行偵訊，柯南也獨自展開了調查，他雖然發現了安西繪麻死亡現場雪的深度有所不同，但還是不能解開為何只留下了一串腳印的謎題，就在這時電視上的滑雪大賽給了他啟發，如果兇手采用那種手法，那么，這一切謎題也就迎刃而解。

小五郎和柯南在租賃衣服的地方遇到了三個準備參加化妝派對的年輕人，在他們盛裝打扮準備去主辦人主編那里之前，還收到了一封主編打扮成小丑模樣的mail。只是誰也沒想到，當他們到達主編家后，卻發現主編橫尸家中，最可疑的就是曾來這里偷盜的小偷，可他卻說自己來的時候，人就已經死掉了，柯南認為還有一些地方無法合理解釋，于是他獨自調查，并在陽臺發現了人造毛發，這么說，兇手應該就是那個人。

玉之助因為手握兇器帶著怪人面具昏倒在犯案現場而被警察抓走，另一邊接受調查的贊助商羅臼卻說是玉之助將他邀約出來，這就造成兩人的證詞相互矛盾。柯南在屋頂發現了擴音器，真相漸漸明晰，這時，警局又傳來消息說確定羅臼就是兇手，因為在拐杖上發現了他的指紋，并還發現了投影機之類可以幫助犯案的東西，雖然如此但柯南卻肯定兇手并非羅臼。

緊張的氣氛不僅圍繞在賽場上，在場下尋找另一支寫有其他線索手機的柯南、服部和大龍警官也正在絞盡腦汁的破解暗號，柯南還特意借來小五郎的收音機以方便了解賽場上的情況，所幸在第二支手機響起之時被服部順利找到，可接下來等待他們的卻是另外一組費解的數字，經過商量，三人決定分頭行動，雖然最終還是找到了第三只手機，但里面的所留下的線索只有一個括號和數字13，柯南和服部能否解開這個不同于前兩次的數字暗號？