繼輕井澤別墅中的若松先生遇害之后，他的兒子玉郎也在東京的家中被毒殺，不可思議的是除了玉郎吃掉的那塊蛋糕意外并沒有發現其他的蛋糕上有毒。于此同時，大和敢助警官等人注意到了被殺害的若松先生浴室的瓷磚是運用了一種名為陰影鉆石錯視的會引發視覺錯覺的形狀，總算讓若松社長的死亡訊息再次顯現出來，而現實出的字母竟是SON。

柯南和小蘭跟著小五郎一起參加他的老朋友結婚前的慶祝會，在熱鬧的氣氛中新娘加門初音小姐前往美甲沙龍做指甲，但是沒想到兩小時后初音小姐留下了“永別了”這句話后隨著停車場的爆炸聲變成了一具尸體，從掉落在案發現場的假指甲上采集到的皮屑與新郎伴場的DNA幾乎完全吻合，而初音小姐雇來的偵探安室透也將事件的矛頭對準了伴場。

少年偵探團和阿笠博士被之前在露營認識的夫妻招待吃烤肉，柯南等人受到了夫妻倆的熱情招待，當他們還在吃烤肉時丈夫表示找不到手機，夫妻兩人便一起去客廳尋找，但手機卻在庭院的椅子下面，當步美拿去給他們時卻看到了駭人的一幕。事件看似是丈夫采取防衛時不小心將刀刺向了妻子，但柯南卻從事件中感受到了強烈的不協調感。

為了完成寫生作業的少年偵探團來到了米花市的郊外，在那里他們看到了草叢上的UFO，而這與一起殺人事件有著關聯。正當柯南等人詢問高木警官時UFO的主人小沼博士出現了，在調查研究所時發現了死者和自己要好的大哥萬年先生都為大藏工作，小沼先生正好買了大藏的字畫，而身藏巨款的大藏臨死之前告訴死者和萬年的訊息便是UFO。

在宅急便送圣誕蛋糕到阿笠博士家前，柯南等人在公園踢球消化腸胃，途中為了追把保羅咖啡廳當做根據地的貓咪，他們不小心被關進了宅急便的配送冷藏車內。想辦法離開的他們看到了貨柜里的尸體，打算向外界求救時手機又恰好沒電，拿出手邊所有東西的他們準備想辦法向外界求助。