小五郎帶著柯南和小蘭到東都國技館觀看無敵假面角斗士狼人的競技表演。之后柯南他們在會場上遇到的大神敬晴知道狼人的實際身份。但是，就在比賽開始前，突然發現了狼人的對手永瀨豹太被刺殺后的尸體。而在兇案現場發現了隱形錄像里錄下了兇手的樣子！戴著面具的兇手的通過體型的判斷被確定為四個人人之中。

藤枝干雄被殺，雖然家中每個人的反應有著微妙的差別，但卻都有不在場證據。在警方的調查之后，在妃英理和有希子的推理下判定為內部作案。而在有希子詢問了園丁土肥之后眾人又發現了新的疑點。在父親工藤優作的暗示基礎上，柯南了解了兇手作案的手法，而最終有希子在柯南的幫助下揭開了事件的謎底。

少年偵探隊為幫白鳥警官報仇，堅持留下來和警察一起進行破案，根據歹徒留下來的警告信，警方認為炸彈就安在紅色的電車上，可是費盡力氣找到的全都是用來混淆視聽的假炸彈，如果找不到炸彈,住在東京區的1200萬居民都將成為人質，柯南再次仔細琢磨這封警告信，發現歹徒所指的地方就是東都塔，并且那里也已經發生了一次小型爆炸。高木警官和柯南沖入東都塔，成功將困在電梯的女孩解救，但他們兩人就沒有那么幸運了，柯南發現裝在炸彈上的水銀汞柱已經啟動！

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。

柯南和小蘭跟著小五郎來到關門海峽，還在這里認識四個高中時代就是同學的年輕人，沒想到第二天，他們的另外一名高中同學真尾被人發現橫尸關門橋下，起初警方懷疑兇手就在與死者見過面的那四名同學中，然而他們都有不在場證明，偵訊過后四個人都擺脫了嫌疑，但柯南卻發現了破綻。