小五郎的朋友向日葵酒吧的老板井上弘子意外被人殺害，當他和柯南趕到案發現場時，弘子的男朋友高岡明已守在尸體旁邊，目暮警官等也展開了調查，據周圍人所說，在案發期間并沒有人出入死者所在的公寓，并且嫌疑人高岡明當時也有充分的不在場證明，就在警方斷定這是起入室搶劫殺人事件時，柯南發現了關鍵線索，他重新推斷死亡時間，并斷言這里并非案發的第一現場。

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。

在阿笠博士的帶領下少年偵探團來到了電視臺，雖然沒能看到《假面超人》的外景拍攝，卻遇見了光彥姐姐的偶像搖滾樂團的主唱撒旦鬼塚，由于他的裝束好似魔鬼，嚇的光彥一時沒想到要簽名，隨后，在大家的陪伴下光彥找到撒旦鬼塚并成功索要簽名，元太和步美看到了桌子上的紙鶴興奮的沖到了休息室，柯南也習慣性的對房間一陣觀察，這時，外面傳來警鈴聲，演藝公司的社長被人殺害。

少年偵探團和阿笠博士一起去露營，沒想到不但迷了路就連車子也爆了胎，大家只好到深山里只住著一位老婆婆的房子借宿，隨后，又來了三個同樣因迷路而趕來過夜的三個年輕人。然而就在光彥半夜目擊到老婆婆磨刀后，三名男女中的大庭茜被人用利刃刺傷脖頸，失血過多而死，警方立刻介入調查，并在這件屋內發現了多把刀具。

一名老護士告訴柯南，她以前見過英祐并且在他小的時候還因白血病做過手術。另一方面，得知杯戶中央醫院被黑暗組織入侵后，柯南和FBI立刻對醫院的病人進行了排查，其中最具嫌疑的有三個人，為找出那個在醫院調查水無憐奈的人，柯南想出了一條妙計，他直接與這三個嫌疑者接觸，最終將目標鎖定，在接下來的行動中，柯南和FBI又能得到什么樣的線索？