身體變小后柯南轉入帝丹小學，并結識了步美、光彥和元太。某日，明星洋子來到毛利偵探事務所，說總感覺有人暗中監視她，為了更進一步了解真相，毛利一行人來到洋子住處，可開門后居然有具死尸橫在門口，期間柯南發現了另一名演員優子的耳環并且還注意到洋子的經紀人山岸神態怪異，洋子、山岸、優子到底誰才是真正的兇手。

小五郎和他的大學同學在弁慶溫泉旅館舉辦柔道社同學會，參見的人都是小五郎的死黨，大家一時興起決定在煙火大會開始前打桌球消磨時間，只有由美一人回房休息，煙火大會開始前朋友們考慮到由美的脾氣，便沒去打攪她休息，結束后，大家一起去由美的房間，發現的卻是由美舉槍自盡的尸體，經過檢查發現由美死于下午三點左右，也就是大家一起打桌球的時候。

柯南和小蘭受邀請一起去參加初中老師松本的婚禮，沒想到婚禮還沒有開始老師就被人蓄意下毒而生命垂危。松本老師有一個習慣，就是非常喜歡喝檸檬茶，因為那是她小時候的初戀情人最常拿給她喝的飲料。而犯人正是在檸檬茶里下毒來毒害松本的。在觀看了錄像之后柯南發現了犯人的目的，最后柯南讓兇手現出原形，但是卻也道出了一段令人心酸的往事。

經過小五郎和警察和志的勘查，推斷出由美并非自殺而是他殺，小五郎也下定決心要為由美報仇親手揪出犯人，并將目標鎖定在阿淳、和志、行雄和紀子剩下的朋友中，這時，阿淳說自己曾在五點的時候看到過由美，案件出現了矛盾，死于下午三點的由美怎會在五點的時候出現，這到底是鬼魂還是兇手為了蒙蔽大家采取的手段？

大名鼎鼎的巽律師找小五郎來酒店談事情，他希望小五郎可以找到自己妻子外遇的證據。晚上，小五郎等人經過巽律師家時，看到有好多警察，原來是巽太太被人謀殺，柯南在現場發現了訂書針，而嫌犯最大的就是巽律師，可是兇案發生時他正和小五郎在一起，擁有完美的不在場證明，柯南決定重回酒店開始調查，洗衣輸送管，酒店鬧鈴聲還有訂書針，將這些串在一起，真相只有一個。