大家一起去滑雪的時候，小五郎弄丟了別墅的鑰匙，三人正愁沒地兒住的時候，醫科大學的大山教授認出小五郎并邀請他們去自己的別墅，并正巧碰上了大山教授學子們的聚會，期間，中原驅車下山買下酒菜，趁這個機會大家也都各自活動，可中原回來后，卻發現大山教授被殺，柯南在現場根據教授留下的線索找到兇手。

因洋子推薦慈善高爾夫大會，小五郎抓緊練習，而在高爾夫球場還有其他一行人打球，分別是某開發部的經理橘、課長安井、主任大久保和社員南，橘和安井的技術非常好，安井將球打完后，休息了一會兒便離開了，這時，球場突然發生爆炸，橘死亡，除離開的安井外，其他兩人均受傷，小五郎順利的推理出兇手就是安井，但柯南確認為真兇另有其人……

柯南去體育俱樂部館參觀時，正巧看到水上運動的西條、成瀨和木島發生爭執的一幕，而體育俱樂部負責人佐伯和跳水代表西條也存在著某些不愉快。當晚，小五郎接到目暮警官的電話說西條死亡，因為沒找到什么有用的線索，警方準備以意外死亡結案，可是柯南注意到這是件謀殺案，柯南找到目擊證人并從他的繪畫中看透事情的真相，兇手一定就是那個人。

小五郎的師傅塩田，在劇院找到了處理威脅事件的小五郎，而此時，他們正趕上女主角祥子和男主角宇田彩排一出殉情的戲碼，可祥子卻在演戲中被真正的毒殺，當所有的嫌疑都指向和水杯有關系的館岡和中山時，塩田卻搖頭否認，期間小五郎意外受傷而離開。思考陷入瓶頸的柯南，從塩田突然談起的芥川龍之介的《蜘蛛絲》得到啟示，找出了兇手。

柯南和伙伴們去美術館時撿到了一張畫有奇怪符號的紙，大家自行成立少年偵探團去調查這些暗號，按照符號的指示先到達東京塔，在周圍展開偵查卻一無所獲，休息的時候步美的新發現為柯南找到破解暗號的出口，大家一路尋找從東京鐵塔到南部水族館的標記，然而，事情并非那樣順利，柯南能破解暗號嗎？暗中跟蹤少年偵探團的黑衣人又是誰？