從其他人的談話中，柯南得知在這起爆炸事件發生之前，曾經也有油桶被打翻的情況，并且周藤豪貴死前所穿的衣服是未婚妻銀林惠奈所送的羊毛衫，根據這些線索再加上灰原無意的提示，柯南將兇手鎖定，他以警方要錄口訊為由將不知情的兇手帶走，并在車庫中重現犯案時所用的手法讓她自己露出了馬腳。

茱蒂老師以卡梅隆搜查官女朋友的身份出現瞞過了木暮警官，這時，警方找到了一個裝有雨衣和兇器的紙袋并且還在死者的便簽本上發現了一句疑似死亡訊息的話，根據這些線索，就連第一個發現尸體的女秘書也成了懷疑的對象。另一方面，水無憐奈雖然重新回到黑暗組織，卻遭到組織的懷疑，為了證實她是否被FBI所籠絡，組織派給她一件任務，那就是殺掉赤井秀一。

警察在案發現場發現了一個筆記本，上面以流動日記的形式寫著這四名死者害死甲斐先生的秘密，根據這個筆記本，大和警官推測兇手就是因為內疚而動手殺人的繁次。但是還有疑點并未解開，于是，柯南和服部兩人再次來到了綾華的死亡現場，并從一名警察那里聽到了關鍵的線索，兇手就是……

柯南、少年偵探團、哀、阿笠博士來到阿笠博士友人所在村莊觀光，在夜晚的溪邊等待放螢火蟲時，村長的兒子中嶺和助手垂水乘坐運送螢火蟲的貨車到達。垂水打開貨車上的箱子，螢火蟲便成群結隊的飛了出來。元太為了要抓螢火蟲，爬上了貨車，隨手拿走了貨車上的手電。在大家陶醉于欣賞螢火蟲時，助手垂水接到一通中嶺打來的電話，說中嶺在烏帽巖，救命。柯南等人到達時，發現中嶺已經死在車內，地上放著疑似有毒的飲料瓶，車內還飛著一只……螢火蟲。。。

柯南回家后小蘭就告訴他，自從放寒假瑛祐就失去了聯系，而在此之前小蘭從他那里聽說，他好像在杯戶中央醫院找姐姐的時候發現了關于自己父親線索，柯南急忙找到茱蒂老師商量對策，并推斷出他的父親就是被黑暗組織殺掉的CIA諜報人員，隨后，柯南一行人趕到醫院向護士詢問英祐的事情，沒想到竟然還有另一個人像英祐一樣在這家醫院打聽水無憐奈的事情。