正在用餐的毛利突然接到了一通電話，而打來的人是曾近因為銀行搶劫而被毛利逮捕的冰室，在電話中冰室說有一個人會因為毛利死去。毛利與冰室沖突的一面被很多人目睹，而曾經指正過冰室的沼尾不幸墜亡，毛利不光名聲受到了影響還間接為冰室做了不在場證明，看到整日酗酒的毛利后柯南準備出場了。

在靜岡縣寫小說的推理作家海棠千賀小姐招待毛利小五郎來她住的別墅，希望小五郎分享關于名偵探的辦案經驗，沒想到見面后卻沒有要聽小五郎分享的意思，而是一直在說自家人內部的矛盾。次日早上醒來的柯南等人發現海棠一家還沒起床，再到臥室后才發現海棠夫婦以及海棠小姐的徒弟幸子小姐全部都被毒殺。

正在和立野巡警交談的柯南等人看到了精神恍惚的貴和子小姐，前去詢問時才得知她要拜訪的大岡先生死在了家中，今天前來拜訪的貴和子小姐和久榮先生都是被大岡勒索的人，用勒索得來的錢財用來du博的大岡讓兩人非常痛恨，但他們卻說自己并沒有殺死大剛先生，案發現場醒目的縮寫字母K，這個令人疑惑的死前訊息成了破案的關鍵。

正在進行的推理游戲卻變成了真正的殺人事件，在列車到達名古屋前柯南他們要在乘客中揪出真正的兇手來，在他們四處尋找線索的時候灰原卻忍受著內心的煎熬。內心忐忑不安的灰原正在受到組織的威脅，組織的黑影已經更近一步接近灰原，她絕對不能以這種摸樣被人殺害。

泡沫、熱氣和煙的實驗與室溫并沒有關系，在聽到三人單獨的問話后柯南鎖定了兇手。再次來到公寓的柯南又實施了實驗，事發時吵鬧不停的鬧鐘和他們到達案發現場的時間成為了案件的突破口，而柯南也明白了制造出不在場證明假象的手法，案件的真相終于揭曉，而在真相的背后又隱藏著不為人知的悲劇。