步美發現圖書館的書被人撕掉了一頁，氣憤的她決定找出“元兇”，根據借書卡的記載，柯南和步美找到了內藤司，可他今天卻沒上課，與此同時，學校的巖石標本也人被偷偷走，柯南認為這可能是司所為，于是找到了他家，在查看了司的房間后，他們發現了一張寫有暗號的字條，少年偵探團集結智慧，終于在大濱海灘找到了想要喚回逝去母親的司。

柯南和灰原把撿到的貓還給飼主石上時，對面的高利貸事務所發生了命案，死者正是事務所的老板，他的后腦勺因遭到招財貓的重擊而死，柯南發現吸塵器的集塵袋被人拿走，并且還在沙發下找到了招財貓的爪子，警方將出現在現場的村井千佳小姐帶來，一番詢問，村井承認了自己的罪行，就在警察準備帶走犯人時，柯南將小五郎麻醉道出了這件命案的真兇！

園子邀約柯南和小蘭一起來賞楓，可她的真正目的卻是想要將紅色手帕系在《冬季楓紅》拍攝地點的樹枝上，以此為暗號與京極碰面，然而旁晚時候，當她們再次返回樹林卻看見了一具尸體，而此人正是曾與她們偶遇的電視劇人員，天色越來越暗，柯南察覺到有不止一個人在監視著他們。

從其他人的談話中，柯南得知在這起爆炸事件發生之前，曾經也有油桶被打翻的情況，并且周藤豪貴死前所穿的衣服是未婚妻銀林惠奈所送的羊毛衫，根據這些線索再加上灰原無意的提示，柯南將兇手鎖定，他以警方要錄口訊為由將不知情的兇手帶走，并在車庫中重現犯案時所用的手法讓她自己露出了馬腳。

當晚，這名潛入醫院的黑暗組織同伙南田陸道果然展開了行動，但同時FBI也暴露了行動，南田陸道在驅車逃跑的過程中舉槍自盡，雖然柯南破壞了他的手機但他還是通過其他手段將搜集來的信息傳給了組織。既然事情發展到這種地步，轉院無疑就是在向黑暗組織昭示水無憐奈就在這里，所以只能另想對策。另一方面，英祐伺機潛入了水無憐奈的病房，并發現她早已從昏迷中蘇醒。