為了補償先前被卷入鈴木號特快車內發生的恐怖事件，園子邀請毛利一家和柯南前往度假，而暴露身份的波本竟然以網球特別教練的身份也出現在那里，被球拍砸到的柯南不幸受傷，簡單的治療之后他被帶到附近網球社成員的別墅休息，當他醒來時卻發現房間里有一具不自然的尸體。

毛利收到的信件上寫著有人要殺害美術館館長的內容，前去拜訪的柯南等人目睹了好幾次差點讓館長喪命的危機。而今天前來拜訪的赤座先生已經被殺害，懷疑壬生小姐行跡可疑的柯南和小蘭正準備親自聯絡警方的時候卻遭到了襲擊，美術館里的三個員工是共犯，而館長現在將要面臨危險。

少年偵探團和阿笠博士被之前在露營認識的夫妻招待吃烤肉，柯南等人受到了夫妻倆的熱情招待，當他們還在吃烤肉時丈夫表示找不到手機，夫妻兩人便一起去客廳尋找，但手機卻在庭院的椅子下面，當步美拿去給他們時卻看到了駭人的一幕。事件看似是丈夫采取防衛時不小心將刀刺向了妻子，但柯南卻從事件中感受到了強烈的不協調感。

警方、柯南以及公車上遇到過的偵探世良真純一起進入別館進行調查，他們在二樓發現了帶有釣魚線的電動輪椅，在死者墜落的六樓發現了窗戶下方的油漆和油桶，加之別館使用的是前后各有一扇門的電梯，將這些線索全部串聯起來之后，柯南發現兇手就是那個人！世良先柯南一步破解案件并場景重新，然而結果卻并非大家所期待的那樣，人偶并沒有墜樓，到底是哪里出現了錯誤？

通過大和警官對若松社長死訊的調查，已經被毒殺的玉郎便是殺害自己父親若松的兇手，這使案件更加撲朔迷離，柯南和服部一方面拜托高木警官改變方向調查仰慕若松社長的人，一方面開始調查玉郎中毒的原因。找到玉郎中毒原因的柯南和服部把目標鎖定在大家的拖鞋上，唯一沒被檢查的社長夫人卻死在了自己的房間里。