柯南從無人機上墜落后便失去了犯人的線索，就在眾人一籌莫展的時候佐藤警官打來電話，她稱發現了犯人。佐藤警官上前拘捕犯人卻反被挾持，柯南和高木等人趕到后協力制服了犯人，但手提包內的1億日元卻不翼而飛。另一方面，本該被綁架的麻奈美小姐正在美術館欣賞裕之的作品，而這背后到底是誰在搞鬼？

小五郎讓柯南和小蘭陪他一起去位于大分的別府溫泉旅行，說到別府溫泉最有名的莫過于地獄巡游之旅，就在小蘭和柯南興致勃勃討論的時候小五郎卻在一旁默不作聲。在柯南和小蘭的逼問下小五郎才說出了實情，這次的旅行目的是尋找仲代電氣社長的女兒麻奈美，柯南根據照片找到了麻奈美所住的旅館，但這僅僅只是開始。

毛利小五郎受久須美工械廠社長的委托，調查工廠零部件被偷的案件，為了不引起職員的警惕，柯南和小蘭也一同隨行假裝參觀。在對職員們暗中調查后，行為怪異的谷崎成為毛利小五郎的懷疑對象，三人計劃在倉庫抓住罪犯的現行，不料卻發現谷崎死在了反鎖的房間里。正當案件一籌莫展時，谷崎生前研究的老鼠機器人引起了柯南的注意。

通過與世良的接觸，柯南回憶起與世良初次相遇的情形。十年前，秀一從美國回到日本，與家人一起在海灘游玩，恰好偶遇了年幼的新一和小蘭。沉迷偵探游戲的新一引起了秀一的興趣，正當二人交談甚歡時，突然有一輛車從沿海公路上沖破護欄墜入深海。秀一馬上潛入海中實施救援，卻發現駕駛員已當場死亡。根據秀一的推斷，案發前車上應該還有死者的同伴，而死者的身份也是疑點重重……

綾乃在休息日應邀來到了美冬家，誰知在門口時卻聽到了屋內的爭吵聲以及美冬的慘叫，終于打開門的綾乃只看到了美冬的尸體和房內凌亂的腳印。匆忙逃命的綾乃在路口撞上了柯南和毛利并帶他們來到了案發地，而當柯南他們順著屋內遺留的線索找到“兇手”田端時卻發現對方竟然已經死亡。