以幕末的長崎為舞臺，有坂本龍馬擔任的偵探而活躍的推理劇，正在負責寫腳本的編劇家耕作先生突然消失蹤影，只寫了一半的劇本則委托小五郎先生幫忙推理出劇中的真正犯人，調查了耕作房間的柯南等人發現了許多古董美術品竊盜團的簡報，這一切似乎都有著隱情。失蹤中的耕作先生利用郵件將后續的劇本傳送過來，在劇本中出現了奇怪的臺詞。

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。

為了完成寫生作業的少年偵探團來到了米花市的郊外，在那里他們看到了草叢上的UFO，而這與一起殺人事件有著關聯。正當柯南等人詢問高木警官時UFO的主人小沼博士出現了，在調查研究所時發現了死者和自己要好的大哥萬年先生都為大藏工作，小沼先生正好買了大藏的字畫，而身藏巨款的大藏臨死之前告訴死者和萬年的訊息便是UFO。

因為山上時常有人白天生起營火的緣故，柯南并不能根據濃煙判斷小哀等人的位置，柯南現在急于找出兇手問出同伴的下落。火勢蔓延的很快，小哀迫于無奈只能吃下解藥帶著孩子們沖出了木屋，柯南已經根據自己的推理找到了真正的兇手，但被光彥傳出去的影片將會帶給他們很大的麻煩。

圍繞著由推理游戲急轉成的殺人事件，柯南在詢問過車內有嫌疑的人后漸漸有了線索，事件背后的兇手終于露出了馬腳，正在他上演推理秀時卻有其他的事情發生。單獨出去的小哀至今未歸，而世良真純也被神秘人物電暈帶走，但這個車上還藏著不一般的人物，最后誰是贏家現在還沒有定論。