就在警方和小五郎集中精力思考兇手是如何調換毛巾時，柯南卻重返飯桌，回憶當時自己為拿醬油和辣油轉旋轉桌面時的場景，這時他突然想到或許兇手根本就不是用有毒毛巾殺人的可能，在向鑒識人員確認了自己的想法后，兇手浮出水面，他讓所有人都按照案發時的位置做好，并重現當時的場景，而兇手卻在不知不覺間自己露出了馬腳。

柯南等人在警視廳鑒證連續發火現場遺留的紅馬現場照片，發現其中1張紅馬上有“兔”字，由此推出“紅馬”是三國志中出現的赤兔馬。另一方面，古董品店長玄田隆德到訪諸角宅，由于他打算送給諸角亮子的塑像是騎乘著赤兔馬的關羽，玄田的名字引起了搜查線上的注意。在一系列的推理調查之后玄田被捕了，但柯南和平次卻發覺了這其中的異樣。最終在柯南和平次的聯手調查下犯人的真面目慢慢浮出水面。

小五郎受委托調查游戲軟件工程師板倉死亡。目暮警官斷定是心臟病發作的殺人事件。小五郎懷疑三名委托人是嫌疑犯，但沒有證據。柯南為了得到記錄著黑色組織線索的被害者日記磁片，急于解決事件。但一直沒有機會。而在案件調查方面最終在看到不自然的圍棋盤之后柯南得知死者留下的死前訊息并指出了兇手的所在。

但是覆面角斗士狼人的對手永瀨豹太在休息室被發現。從犯罪時拍攝下來的錄像帶里目暮警部判定以狼人、牛込嚴、佐熊浩之、野狼4名角斗士為嫌疑犯進行詢問。另一方面，柯南看到錄像帶里拍到的犯人的后腦，注意到不自然的地方并由此推斷出了兇手的真實身份。而正因為對于面具的不適應暴露了兇手的真實身份。錄影帶里的證據面前兇手最終承認自己的罪行。

少年偵探隊這次在阿笠博士的帶領下欣賞精神隊的游行隊伍，沒想到巧遇便衣執行任務的佐藤警官，因為警政廳收到一封反精神隊球迷的警告傳真，預言這場游行將有意外發生，所以警局才會派警員混進游行隊伍進行調查，首先出事的是高木警官的車，之后，大家一起查看光彥在炸彈附近拍攝的影像，就在這時，又發生了一起爆炸事件。