揭開暑假序幕的星期天，阿笠博士陪著少年偵探團(tuán)看完電影后往家趕，在電車上他們看到遠(yuǎn)方的樓頂上發(fā)生了命案，但到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后目擊墜落的時(shí)間卻是他們看到案情發(fā)生后的10分鐘。五層的建筑不可能墜落這么長時(shí)間，為了找出案情的真相柯南立即對(duì)案發(fā)的大樓展開了調(diào)查。

社長夫人就好像是在簽名的時(shí)候被默默溜進(jìn)來的幽靈毒害了一樣，就像是寄給服部奇怪信件的人類擅自虛構(gòu)出來的不正常的存在所下的毒手。門把和拖鞋上所撒的毒粉只是掩人耳目的手段，而饑餓的玉郎也是因?yàn)橘Z斯特羅錯(cuò)覺選擇了有毒的蛋糕，和高木警官的對(duì)話后柯南和服部已經(jīng)知道了兇手的辦案手法，但他們現(xiàn)在依然缺少?zèng)Q定性的證據(jù)。

毛利偵探事務(wù)所突然出現(xiàn)了一個(gè)帶著手槍和炸彈的男子，他將小五郎、小蘭和在之前案件中結(jié)識(shí)的小蘭的新同學(xué)世良真純都挾持成人質(zhì)。這個(gè)名為沢栗熏的男子是一個(gè)月前在溫泉旅館自殺的推理小說家沢栗未紅的哥哥，他因?yàn)椴幌嘈琶妹玫乃朗亲詺ⅲ虼饲皝硪蟪了男∥謇商嫠忾_案件背后的真相，而他所帶來的三位女士也正是他懷疑的對(duì)象，他揚(yáng)言找到真兇后自己將會(huì)與對(duì)方同歸于盡，面對(duì)如此棘手的案件，柯南該如何解決平安救人質(zhì)？

在小蘭做出大膽舉動(dòng)的同時(shí)新一也開始了推理，當(dāng)沢栗熏得知最后離開妹妹房間的人是光井后，便將槍口指向她，但新一卻說兇手不是她，緊接著他說起了死者的成名推理作品，將沢栗未紅與書中主人公的命運(yùn)向聯(lián)系，正是這種亦真亦幻的錯(cuò)覺導(dǎo)致她自殺死亡，聽到新一這樣的推理，沢栗熏難以接受，就在他精神崩潰之時(shí)，警察沖進(jìn)來將他制服，雖然最大的威脅解除，但這起案件并未結(jié)束。

在警方介入調(diào)查奈奈美母親的墜亡事件時(shí)，少年偵探團(tuán)的孩子們卻不見了蹤影，而現(xiàn)代當(dāng)家的助手長瀨先生也不見了。柯南等人在神秘的暗黑之塔中遇到了各式各樣的機(jī)關(guān)，在塔內(nèi)他們還遭到了神秘人物的追趕，當(dāng)柯南反應(yīng)過來時(shí)身邊的伙伴們都消失不見，獨(dú)自尋找同伴的他想起了奈奈美的哥哥所說的話語，暗黑之塔寶藏的秘密即將揭曉。