小蘭從小五郎的錢包里發現了五萬日元的項鏈收據，這似乎是要送給妃英理的生日禮物，得知這件事后小蘭發揮驚人的手氣抽到了飯店住宿券，等到生日那天柯南他們一起來到飯店并享受了一頓豪華的晚餐，可小五郎卻絲毫沒有贈送禮物的意思，一氣之下妃英理獨自返回房間，可小蘭卻想盡辦法讓小五郎在生日結束前送出禮物，沒想到進入妃英理的房間后竟然發現了一具女尸。

雖然警方再次對這三名嫌疑人進行詢問，但因為每個人都坐在看不到我妻點餐內容的位置，所以根本無法預知死者會拿哪一盤壽司，案件再遇瓶頸，這時柯南在我妻的回轉臺上看到了塑膠包裝的一角，加之博士向灰原借手帕這一細節，他突然明白了兇手的作案手法，那么兇手一定是他！于是，柯南以阿笠博士為掩護當場指認兇手……

來到倫敦的柯南不小心以新一的身份向小蘭暴露在倫敦的事實，而此時柯南喝下了回國用的解毒劑暫時以新一的身份出現！在繼續調查的過程中小蘭從以前新一說過的話中得到啟發發現了人偶的秘密。而之后通過與新一電話中發現了更多的線索。這時小蘭和小五郎碰到了米奈芭小姐，在米奈芭和弟弟阿波羅的協助下小蘭留在教堂的紙片，而上面寫著的就是接下來的線索。

阿笠博士帶少年偵探團來到一家位于箱根的溫泉旅館，那里正好在進行《血殷殺手》系列最新作品的拍攝，因此，大家結識了劇作家鐵山巖治、女主角名取深汐、經紀人丹沢純作以及男主角寺堂云平。次日，元太他們一起去湖上露天溫泉的時候，卻在女湯發現了鐵山巖治的尸體，從現場來看兇手應該是在發案之后趁機混入了騷動之中，調查之后，警方將嫌疑鎖定在深汐、丹沢、寺堂三人中。

來到野營地拍攝宣傳片的話題演員宮坂被殺害，而兇手就在野營地之中。而與宮本有正面沖突的山本，沖田和冴子嫌疑重大。就在柯南去勘察犯罪現場之時，美妃看到鷹山從窗邊逃走，就在眾人追尋鷹人來到懸崖之時發現鷹人已經墜崖身亡！而就在看了沖田的錄像后柯南發現了兇手的犯罪手法，犯人最終也承認了自己的罪行。