學(xué)校里最近發(fā)生了很多詭異的事情，而且教導(dǎo)主任在沒(méi)請(qǐng)假的情況下也消失了好幾天，當(dāng)柯南向老師和校長(zhǎng)問(wèn)及此事時(shí)，大家也都避而不語(yǔ)，為調(diào)查真相少年偵探團(tuán)夜探帝丹小學(xué)，附有學(xué)生名字的娃娃，移動(dòng)的人體模型，窗戶后面的黑影，樓梯上的煙霧和扶手上的紅色顏料，以及自己班級(jí)里突然出現(xiàn)的十幾個(gè)黑影，雖然這一切看似撲朔迷離，但是真相只有一個(gè)。

就在警察找不到任何線索想要以自殺結(jié)案時(shí)，柯南把在案發(fā)第一現(xiàn)場(chǎng)找到的領(lǐng)帶別針交給警方，這就推翻了自殺的說(shuō)法，但想要抓到兇手，還需要找到更加有決定性的證據(jù)。這時(shí)，柯南注意到了在案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)的繩子，他突然想到什么，就跑到旁邊的枯井，一切不出他所料，兇手就是那個(gè)人，他再次將小五郎麻醉，揭秘流傳至今的五重塔傳說(shuō)以及兇手！

尸體被燒焦，根本無(wú)法辨識(shí)他的身份，只能從穿著姑且判斷是蟹江，柯南發(fā)現(xiàn)這具尸體整過(guò)容，并推斷出龜田和鯨井也是葉才三搶劫殺人案的同伙，當(dāng)大伙趕到龜田的房間時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)他也消失不見(jiàn)了，柯南和服部推理出現(xiàn)分歧兩人決定各自行動(dòng)，可在調(diào)查期間服部遭遇危險(xiǎn)，沒(méi)過(guò)一會(huì)兒，甲板上再次響起槍聲，心虛的鯨井決定交代一切，這時(shí)，鯨井突然被不明人士射傷，鮫崎趕到甲板時(shí)卻看到……

柯南一直到吃晚飯的時(shí)候都還不見(jiàn)蹤影，博士去找他時(shí)也被不明人士打昏。深夜，不放心博士和柯南的灰原等人決定在古堡進(jìn)行搜索，然而他們卻沒(méi)有發(fā)現(xiàn)兇手正悄悄跟在他們后面，大家跟著灰原來(lái)到柯南消失的密室，并發(fā)現(xiàn)了血跡和石頭上的留言，古堡越來(lái)越詭異，之后，光彥和元太也不知了去向，步美和灰原進(jìn)一步深入古堡，就在她們也發(fā)現(xiàn)那具骷髏時(shí)，兇手出現(xiàn)。

光彥說(shuō)他看到友里百合子在廁所前拼命擦眼淚，這雖然讓大家大吃一驚，但是百合子說(shuō)自己只是去廁所調(diào)整隱形眼鏡而已，這說(shuō)法合情合理，可柯南總覺(jué)得還有疑點(diǎn)，之后灰原一句無(wú)意的話語(yǔ)讓柯南終于明白了事情的真相，于是，他急忙的跑去作案現(xiàn)場(chǎng)找到了證據(jù)，正巧阿笠博士也趕來(lái)接他們，柯南就借阿笠博士之口并重演兇手在放映室的殺人手法，將兇手繩之以法。