一個名叫護田的男子來到毛利偵探事務(wù)所。說是要找亡妻的手表，但當他聽到毛利小五郎的名字時又打算逃走，此時少年偵探團的各位自告奮勇接受委托。在尋找亡妻的手表的過程中護田的房東出月在房間里看電影。突然在那個房間傳來有東西破碎的聲音后出月竟然被花瓶砸死！看似是外部作案的現(xiàn)場卻遺留了眾多的疑點。

備前千鶴在飯店房間里上吊，因而被眾人認為是自殺。在柯南的啟發(fā)下小五郎發(fā)現(xiàn)千鶴是他殺的肯能性。在警方的詢問下眾人都有殺害千鶴的肯能。在調(diào)查飯店的屋頂之后柯南發(fā)現(xiàn)了犯人飛翔一般的作案手法和留下的證據(jù)。在證據(jù)面前兇手最終承認了罪行，同時道出了和千鶴和自己弟弟的過往以及殺害她的原因。

返回旅店后，小五郎立馬給警方打電話，可是雪崩將隧道掩埋，警方無法及時趕來，因此旅店里的所有人都參與到了推理當中，店里有旅客說自己曾在樹林里看到了一個頭戴針織帽的可疑男子，之后，實果從二垣的相機中洗出了一張帶有黑影的照片，大家又一起觀看了二垣死亡前一天所拍的視頻，卻并未發(fā)現(xiàn)任何古怪，這時，柯南注意到了旅店里的小狗三郎并從它的身上發(fā)現(xiàn)了線索。

受到服部的邀請，小五郎、小蘭和柯南前往大阪參加一個名為3K餐廳的開幕酒會，餐廳老板是前職業(yè)拳擊手里卡巴雷、美國職棒投手邁克諾德和柯南的偶像職業(yè)足球選手雷卡迪斯三人，沒有想到就在柯南等人協(xié)助他們進行一場秘密計劃的時候，槍聲突然響起，柯南和服部匆忙趕到發(fā)出槍聲的房間，發(fā)現(xiàn)美國報社記者埃德麥肯竟然被人槍殺橫尸屋內(nèi)，警方立刻對所有來賓進行排查，另一邊服部發(fā)現(xiàn)柯南的表現(xiàn)很反常。

茂木認為小五郎是兇手而開槍將他射傷，當前來“黃昏別館”的所有名偵探都命喪黃泉時，電腦上居然出現(xiàn)了一行關(guān)于寶藏的信息，一直躲在監(jiān)視器操控室的神秘幕后黑手終于按捺不住露出了真面目，沒想到這個人居然是……柯南引導(dǎo)她說出了整件事的真相，而這時，本應(yīng)死去的偵探們居然都出現(xiàn)在門口，可到底是怎么回事？這棟別墅的寶藏又是什么？