小五郎帶著小蘭等人去京都參朋友的婚禮，在新干線上柯南看見了兩名可疑黑衣男子，他利用阿笠博士送他的眼鏡竊聽到了不得了的事情——這輛新干線上有炸彈并且即將爆炸，眼看黑衣人離開新干線，柯南只能憑自己找到那只裝有炸彈的黑皮箱，鎖定了炸彈所在的車廂后，柯南對車廂里的四人進行試探，卻毫無頭緒，關鍵時刻元太的一句話提醒了他。

小蘭找來醫生時，卻發現柯南不見了，她四處尋找來到了犯罪現場，而服部已經開始了對兇手的指認，兇手就是死者的父親利光，他本人也主動承認，這時，工藤新一出現，他推翻了服部的推測，并對兇手重新指認，服部甘愿認輸，警方帶走兇手后，工藤因心痛難耐顧不上和小蘭說句話就躲了起來變回柯南，休息了三天后，他意識到老白干是讓他恢復原形的方法。

園子和小蘭被邀請去皆川家參加情人節派對，柯南悄悄尾隨卻被發現。皆川的母親熱情招待各位，但皆川卻是一副不耐煩的樣子，他拒絕了青梅竹馬關谷香的巧克力，又對直道和若松冷嘲熱諷，狀態不佳的他決定外出透氣，他的心儀對象好美也一起跟去，突然一聲尖叫，皆川倒在了草坪上，到底是誰在情人節制造了慘劇？

柯南小蘭等人在修好高中看棒球賽時，理事長室的優勝錦旗被人割破，就在大家議論誰是犯人時，棒球隊主投小偉自首說這件事是自己做的，而他的母親卻說是她做的，柯南認為事情不會那么簡單，便和園子偷偷溜到理事長室，仔細觀察了錦旗后，他知道了犯人是誰，并利用變聲領結將大家叫到理事長室揭露了兇手。

柯南注意到這些音符并將其解讀，這時，當地的老警察說倉庫里有麻生圭二留下來的樂譜，這種重要線索柯南自然不會放過，他和警察一起去找樂譜，而這期間，一直精神怪異的西本上吊死亡，腳下還留有遺書，柯南推斷出這是他殺，當在看到麻生圭二留下來的樂譜后，柯南斷定出了兇手，他利用變聲領結和廣播室說出真相。