新田太太在路上偶遇買蛋糕的柯南和小五郎，于是，她急忙將小五郎拉到自己鄰居山本的住所，拜托他處理山本自殺的案件。從現場來看，死者山本是坐在沙發上，嘴巴大張用自己的改裝手槍結束生命，同時在扣動扳機的瞬間也打破了裝有蝴蝶的恒溫箱，柯南認為這是一起謀殺案，但是兇手是如何讓死者嘴巴大張，從而營造出自殺狀態？

由美說今天并沒發生交通意外什么的，這可讓柯南犯了難，就在這時，便利店店長的一句話給了柯南提示，為證實自己的想法他還去翻垃圾桶，所幸一切如他料想一般，于是，大家一起乘由美的車來到一座舊倉庫，可遺憾的是他們并沒有找到翔子，反而看到了兩只小貓，知道了翔子的秘密后，柯南又在倉庫外發現了出車禍的痕跡，難道說翔子有危險？

柯南他們在一家新開的飯店吃飯時，碰巧遇到了參加聯誼的高木和佐藤警官，然而，在聯誼進行的同時，參加者江本彩的五歲表弟浩太被人綁架，根據彩和她弟弟將史的說法，警察將目標鎖定在將史的三個朋友之中，可是，經過一一調查卻并沒有發現有何異樣，難道犯人不在他們之中？

小五郎和柯南一起推斷這三個字的含義卻毫無頭緒，水無一句無意的話提醒了柯南，于是他打電話給警局確認，不想事情真如他想的一樣，原來這是高木警官在這里執行任務無聊時寫的，接下來就是門鈴之謎，翌日門鈴再次響起，不過這個按門鈴的人卻被柯南抓個正著，沒想到居然是……本以為一切都結束了，柯南卻從無意中粘在水無鞋上的竊聽器得知，她居然是黑衣組織的人。

與黑衣組織的戰斗告一段落，又回到了平靜的生活。某天，少年偵探隊獲知同樣就讀帝丹小學的雨宮翔子突然消失，據說她和灰原十分相像，莫非黑衣組織的魔爪已經深入學校？為找到翔子，放學后大家展開了調查，期間還遇到神色可疑的老師，之后一行人找到了翔子失蹤前來過的便利店，并得知她在這里買了飲料、牛奶和小刀片，就在柯南他們百思不得解時，由美出現……