電視臺要制作與小五郎24小時密切接觸的電視節目，為了討論節目內容，小五郎帶著柯南和小蘭隨節目制作公司的社長染井彰吾一起前往東都電視臺制作人中目賴策的家中商討方案，沒想到大門竟然上了鎖而且按門鈴也沒有回應，于是請來管理員打開門進入公寓，出現在他們眼前的是因喝下毒咖啡而身亡的中目的尸體，從在桌面和地面上打翻的咖啡痕跡，柯南看出這是一起密室殺人案。

對三天后即將失效的殺人案兇手不斷發出挑釁言論的犯罪心理學家平棟堂次，在自己家中遭到殺害，兇手在他的背上刻下了Z字型傷痕。為找尋更多的線索，柯南等人跟著高木警官來到了二十年前的受害人家中詢問相關案情，雖然只得到了零星線索，但柯南卻將它們串聯起來并發現了共同點，那就是這四名被害者或許是一起打麻將的牌友，于是，高木和柯南等人決定順藤摸瓜，逐一調查他們可能去過的麻將館。

柯南在和阿笠博士，步美等人一起去酒店吃自助餐的時候，將事情的來龍去脈全部告訴了灰原，沒過一會兒，高木警官趕來辦案，柯南詢問后得知這家酒店里的一家藝人事務所社長被人槍殺，在他的提醒下，警察抓到了三名有嫌疑作案的人，而其中一名竟然是FBI的搜查官卡梅隆，因為不能暴露身份，所以他接受偵訊時支支吾吾的表現更顯可疑，于是，柯南打電話給茱蒂老師讓她前來解圍。

兇器是房間工具箱里的錘頭，并且柯南還發現每個人的房間都有薰衣草和工具箱，到底是誰做出這種安排？又是出于什么目的呢？既然是無人島，那么兇手一定就是這棟房子中的一人，之后柯南他們又對供電的小房子進行了調查，然而根據所找的線索，柯南，服部和白馬探每個人鎖定的嫌犯都不相同，即便如真相也只有一個！

根據死者身上殘留的余溫，新一和服部推斷出兇手就在這附近，他們借用偶然碰見的高木警官的權力封鎖了收費站，并且很快將犯人鎖定在三個人身上，之后，他們又在死者的車窗上發現了兩個小孔，這無疑是揪出兇手的關鍵性線索，然而，灰原給新一的藥即將失效，新一該如何應對？小蘭一直吞吞吐吐想要告訴他的話又是什么？