小五郎讓柯南和小蘭陪他一起去位于大分的別府溫泉旅行，說到別府溫泉最有名的莫過于地獄巡游之旅，就在小蘭和柯南興致勃勃討論的時候小五郎卻在一旁默不作聲。在柯南和小蘭的逼問下小五郎才說出了實情，這次的旅行目的是尋找仲代電氣社長的女兒麻奈美，柯南根據照片找到了麻奈美所住的旅館，但這僅僅只是開始。

鈴木集團舉辦的熱氣球大賽引來了很多參賽選手，冠軍獎金高達1000萬日元，蟬聯兩屆冠軍的水口先生今年帶著太太一起參加了比賽，賽前他和奧田先生發生了爭執。比賽中，奧田先生撞上了水口先生的熱氣球，在墜落過程中水口太太墜落身亡，發生的這一切看似只是一場事故，但柯南卻從熱氣球的殘骸中看出了端倪。

為了追蹤倉田屋駒吉的下落，柯南等人來到荻市進行調查，卻不慎遭到了神秘人的槍擊，所幸無人受傷。因擔心明日香的安危，毛利小五郎迅速向明日香致電，正當二人通話時，明日香卻遭到了神秘人的綁架。寶田先生告訴眾人犯人疑似是藤木律師，并猜測明日香被綁架的地點在指月公園。而柯南則在明日香掉落的手機中發現了其他線索，只身一人前往目的地搜尋明日香的下落。

目睹柯南墜崖的眾人陷入了痛苦和無助之中，警察署的搜查工作也一籌莫展，然而小哀卻覺得此事另有蹊蹺，便獨自上路尋找柯南。另一方面伊勢原在柯南的幫助下成功脫險，二人在山中的木屋與小哀相遇。在三人的設計和警方的幫助下，抓捕佐羅的行動圓滿完成。正當眾人以為此事已畫上句點時，柯南卻發現案件仍有疑點……

毛利小五郎帶柯南和小蘭來高級餐廳用餐，進門后三人發現桌上擺滿了食物卻沒有客人，并在廚房發現了倒在地上的廚師口石先生。清醒后的口石先生告訴三人，原本有五名客人在餐廳里用餐，不料自己在做飯時遭到了歹徒的襲擊，客人們也不知去向。毛利小五郎馬上通知了目暮警官，并查清了每個客人的身份，然而卻難以判斷消失的客人們去了何處。正在這時，擺放在餐桌上的甜點和雜物引起了柯南的注意。