為找尋更多的線索，服部向胴口詢問起袴田與垂見之間的恩怨，不想他卻避而不答反而找來袴田教訓服部，之后他又遇到了當時在二館外的學生，據目擊人說所，案發時他們曾看到一個頭戴面具，身背護具袋的人進出這里，聽到這些證詞之后，服部終于知道了兇手是誰以及他所使用的手法，而此時，柯南等人也趕到了比賽會場，聽了警察對案情的描述之后，柯南急忙趕往服部所在的二館倉庫，卻發現服部早已將兇手制服。

雖然可以確定兇手就是大場先生，但是還有兩個疑點未能破解，就在新一深入調查的時候，他的身體突然一陣疼痛，藥物正在漸漸失效，他強忍住即將變小的身體所帶來的痛苦，堅持將案件的真相公諸于眾，案件完美解決之后，新一又變回了柯南，再次的突然離開，他將如何向小蘭解釋？

倒在浴室的薰被送到醫院。因為找不到殺害她時所使用的兇器而被認為是外部人所為，柯南從寫著祝福話語的彩色信紙上發現是內部人所為。在獨自調查現場的時候柯南注意到大家送上祝福的祝福版上的不自然并推理出了犯人和犯人的犯罪手法。柯南單獨面對犯人說出自己的推理，犯人在證據面前承認了自己的罪行，因為愧疚之前便已經決定自殺的犯人在柯南的救助下活了下來而熏也搶救成功渡過危險。

服部收到了一封古怪的委托信，于是，他們一行人便來到了美國島，沒想到這封信的寄件人紗織卻在三天前失去了蹤影，當晚，島上熱烈的慶祝一年一度的儒艮慶典活動，傳說有位吃過人魚肉的長壽婆，任何人只要拿到她念過咒的儒艮之箭，就能實現長生不老的美夢，但就在慶典進行期間，沙織的朋友壽美竟然被人發現勒死在瀑布上，服部和柯南認為這是一起殺人事件并著手進行調查，然而在為壽美守靈的晚上又發生了一件慘案。

雖然對現場進行了調查，但警方無論如何都找不到決定性的證據，束手無策之時，小五郎提出了他的自殺論，并且得到了目暮警官的認同，就在警方準備以自殺結案時，話劇中的黑衣騎士突然出現，在否定了自殺論之后，他摘掉面具，而面具下面正是那張讓小蘭朝思暮想的面容，沒錯，真正的工藤新一登場，在進行了一番精彩絕倫的推理后，他卻再次昏倒……