巡回劇團伊東玉之助一座再度來到米花鎮(zhèn)，這次演出的戲碼是《竹取物語》，然而飾演主角輝夜姬的片岡蓮華卻在公演當天被人綁架，警察也展開了緊密的搜查，柯南從歹徒傳來的影像中發(fā)現(xiàn)，這一切全都是蓮華一手導演，可是待柯南等人趕到囚禁室時卻沒有找到蓮華，反而看到斑斑血跡，看來在這之后她真的被人綁架了，與此同時，舞臺上的大幕也拉開了。

隔壁班的女生百合子找到少年偵探團，拜托他們解開她從未謀面的曾祖父所留下的謎題，于是，大家在一位身份不明自稱是時鐘的男人的帶領下來到了謎題的所在——天使之館，當晚九點，解謎游戲正式開始，元太和光彥、步美和灰原都在別館的不同地方發(fā)現(xiàn)了謎題中的無角牛，可是卻沒有更進一步的發(fā)現(xiàn)。次日，柯南從另外一個角度思考謎面，并成功找到了第一個線索，沒想到這時卻……

柯南等人掉落屋低之后，發(fā)現(xiàn)這個別館的地下居然是一個巨大的迷宮，大家團結一致將衣服拆開，利用毛線引導道路，雖然走了很多冤枉路，但還是找到了出口。而此刻距離解謎的結束時間只有三個小時，這時，窗外的一束光給了柯南提示，他跑出東之天使那里，把找到的黑色水晶按放在相應的位置，寶藏的所在也顯現(xiàn)出來，這時，時鐘不顧一切的沖向寶藏，他到底是什么人？

一個男子走路的時候差點被意外墜落的鋼筋砸到，雖然撿回了一命但也因此而昏迷，所幸他被少年偵探團發(fā)現(xiàn)，為確認身份，大家打開了他隨身攜帶的包，卻發(fā)現(xiàn)里面有繩子、手套和遺書，難道他準備自殺？這時，這個叫真中的男子醒了過來，可他卻失去了記憶，光彥認為他一定是遇到困難所以才想不開，便決定幫助他，但隨著調查的深入，柯南卻發(fā)現(xiàn)了一個陰謀……

少年偵探隊按照暗號分別找到了剩下的兩個時光保存罐，卻發(fā)現(xiàn)在此之前有人曾將它們挖出來過而且最后一個發(fā)現(xiàn)的時光保存罐里面竟然有一封信，將所有的字條擺在一起，真相也愈發(fā)明晰，柯南在阿笠博士的幫助下揭露了真兇，沒想到事情的癥結可以追溯的十五年前……