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(kāi)了被實(shí)際存在的怪人要求更換女主角的事情。

柯南、步美等人從博士家里找到了一封四十年前來(lái)自博士初戀情人的信，信上除了說(shuō)每十年在回憶的地點(diǎn)見(jiàn)面之外，還留下了一串像是暗示地點(diǎn)的數(shù)字，而今天剛好是四十年后的相約之日。經(jīng)過(guò)推理，他們一行人來(lái)到動(dòng)物園，將信上的數(shù)字與動(dòng)物入園的順序相結(jié)合，他們找到了飛鼠館，而正巧在他們的面前站著一位女性，她會(huì)是阿笠博士的初戀嗎？

柯南、步美等人在阿笠博士的帶領(lǐng)下，來(lái)到假面超人的拍攝現(xiàn)場(chǎng)，不巧正好碰上攝制組休息，在這期間不時(shí)能聽(tīng)到陣陣的爭(zhēng)吵聲，劇組工作人員深町堅(jiān)決反對(duì)特效演員力石表演危險(xiǎn)動(dòng)作，可是力石卻倔強(qiáng)的想要證實(shí)自己的實(shí)力，結(jié)果在表演中發(fā)生了意外，他的車(chē)子沖破柵欄從樓頂摔了下來(lái)，力石當(dāng)場(chǎng)死亡，當(dāng)所有人都為這場(chǎng)意外感到惋惜時(shí)，柯南卻看出了這是巧妙布局的殺人事件。

因接到電視臺(tái)的邀請(qǐng)，小五郎便帶著柯南和小蘭飛到?jīng)_繩，參加一個(gè)與職棒選手能勢(shì)和主持人本山對(duì)談的節(jié)目錄制。在機(jī)場(chǎng)與本山會(huì)合之后，一行人打算去能勢(shì)下榻的酒店接他，沒(méi)想到卻在半路發(fā)現(xiàn)了能勢(shì)的尸體，期間，本山的一句話(huà)讓柯南認(rèn)定他就是兇手，可能勢(shì)死亡的時(shí)候，他正在飛機(jī)上，因此有充分的不在場(chǎng)證明，那么，他到底是如何往返于兩個(gè)地方犯案的？

一個(gè)男子走路的時(shí)候差點(diǎn)被意外墜落的鋼筋砸到，雖然撿回了一命但也因此而昏迷，所幸他被少年偵探團(tuán)發(fā)現(xiàn)，為確認(rèn)身份，大家打開(kāi)了他隨身攜帶的包，卻發(fā)現(xiàn)里面有繩子、手套和遺書(shū)，難道他準(zhǔn)備自殺？這時(shí)，這個(gè)叫真中的男子醒了過(guò)來(lái)，可他卻失去了記憶，光彥認(rèn)為他一定是遇到困難所以才想不開(kāi)，便決定幫助他，但隨著調(diào)查的深入，柯南卻發(fā)現(xiàn)了一個(gè)陰謀……