高木警官和佐藤警官瞞著警局里的同事們，偷偷在熱帶樂園的水世界見面，為了阻撓他們的約會，警局的同事們暗中搗鬼，安排柯南，光彥等人出現在他們面前，就在這個時候，高木警官原本裝有求婚戒指的包居然出現毒品，之后，他意識到這一定是在搭乘“海地五萬里列車”時被人調了包，柯南根據這個包包的肩帶判斷出他的主人是個左撇子，并根據當時所拍攝的照片和游客所填寫的信息表，將目標鎖定在一個叫高城登的人身上。

在木山家具社長馬鳥宅留宿的柯南他們，在他自傲的石庭中部發現橫躺著的被絞殺的馬島社長。犯人恐怕在出席晚餐的4人中。但是，如何不留足跡將尸體運到庭院中部？此時小五郎說他已經明白了，但實驗失敗，理論不成立。在調查了攝影展招待卷后柯南推理出犯人的正式身份和犯罪手法來。在不容質疑的證據面前兇手最終坦白了罪行。

為了找到兇器柯南再次返回案發現場進行調查，并要求重新查看嫌疑人的證物，這時，他注意到了貼在地板上的走位標記，并在這些膠帶下面發現了棉花，這些線索無疑讓他知道了兇器的位置以及兇手的犯案手法，正當他準備麻醉小五郎時，卻發現麻醉針已經沒有了，他只能直接給小五郎提供線索，沒想到小五郎竟然單獨找瑠璃談話，難道他懷疑瑠璃，所以要勸她自首？

柯南等人在警視廳鑒證連續發火現場遺留的紅馬現場照片，發現其中1張紅馬上有“兔”字，由此推出“紅馬”是三國志中出現的赤兔馬。另一方面，古董品店長玄田隆德到訪諸角宅，由于他打算送給諸角亮子的塑像是騎乘著赤兔馬的關羽，玄田的名字引起了搜查線上的注意。在一系列的推理調查之后玄田被捕了，但柯南和平次卻發覺了這其中的異樣。最終在柯南和平次的聯手調查下犯人的真面目慢慢浮出水面。

柯南、小蘭、小五郎等到小天狗山遠足，目擊了在山頂管理事務所工作的平井高也從山崖上掉下來。他們急忙到崖下去看時，平井已經死亡。同事務所工作的近藤英一郎說本來應該是自己去的，為此泣不成聲，警方打算按照事故處理，柯南卻發現這不是突發事故而是一起殺人事件！而在調查之后柯南也發現了兇手的真實面目以及犯罪手法！