警方對鱒渕進行偵訊，而當時他卻并沒有不在場證明并且之前他曾與船木發生過爭吵，所以警方認定他就是兇手。另一邊，少年偵探隊也展開了調查，柯南注意到來往這里火車，認為發現尸體的地方并不是案發的第一現場，于是大家順著軌道，找到了船木的照相機，并且從附近警衛的口中得知鲇川也曾來過大橋，可是，如果兇手真的是她，那她殺害船木的動機以及她的手法到底是什么？

朱蒂向小蘭和園子坦白了自己FBI的身份，而朱蒂還向小哀提議加入證人保護計劃。另一方面從學校回來的路上步美與柯南他們分手后徑自往家走。突然她和一個穿雨衣的男人撞在一起并倉皇離去，而這個人卻是殺人嫌疑犯！在警方的調查中步美說出手上發現了一個類似""5""似的記號，而這個記號究竟又是什么意思呢？

高木警官和佐藤警官瞞著警局里的同事們，偷偷在熱帶樂園的水世界見面，為了阻撓他們的約會，警局的同事們暗中搗鬼，安排柯南，光彥等人出現在他們面前，就在這個時候，高木警官原本裝有求婚戒指的包居然出現毒品，之后，他意識到這一定是在搭乘“海地五萬里列車”時被人調了包，柯南根據這個包包的肩帶判斷出他的主人是個左撇子，并根據當時所拍攝的照片和游客所填寫的信息表，將目標鎖定在一個叫高城登的人身上。

在園子的邀請下，小蘭和少年偵探隊來到奧谷湖舉辦的釣魚大賽，還在這里認識了有奪冠資格的鲇川沙織、鱒渕拓也以及擔任自由作家的船木敏彥一行人，在第一天比賽結束后的夜晚，鱒渕和船木似乎為了什么事情在澡堂發生了爭吵，沒想到第二天上午，就在園子等人釣魚的附近，發現了船木的尸體，警方立刻介入調查，水井說半年前也曾有人死在那里，柯南認為這絕不是巧合，而兇手恐怕就是鲇川和鱒渕其中之一。

此次幽靈恐慌的第二天，柯南他們下榻的民宅的主人—永倉先生被人襲擊了。永倉先生雖然沒有生命危險，但是犯人是誰卻不得而知。警察以重要參照人為理由帶走了從在進行地球遺產登陸委員會那里派來的缺德調查官川治，但柯南卻發覺這其中不自然的地方，最終少年偵探團的各位找到了真正的犯人并將找出了幽靈少女的真相。