毛利偵探事務所突然出現了一個帶著手槍和炸彈的男子，他將小五郎、小蘭和在之前案件中結識的小蘭的新同學世良真純都挾持成人質。這個名為沢栗熏的男子是一個月前在溫泉旅館自殺的推理小說家沢栗未紅的哥哥，他因為不相信妹妹的死是自殺，因此前來要求沉睡的小五郎替他解開案件背后的真相，而他所帶來的三位女士也正是他懷疑的對象，他揚言找到真兇后自己將會與對方同歸于盡，面對如此棘手的案件，柯南該如何解決平安救人質？

接受汀小姐的邀請小五郎一行人來到了大濱海岸，在汀小姐的家里小五郎等人遇到了她的丈夫海四郎，兩人因為沖浪的事情起了爭執。傍晚海四郎找到小五郎等人表示汀小姐不見了，看到汀小姐發來的短訊后海四郎先行回到家中，而第二天早上小五郎等人卻在海灘上發現了汀小姐的尸體，而她的尸體旁邊卻沒有留下任何足跡。

在死去的西澤家里發現了作案的手法和遺書，看似自殺的現場還存在很多疑點，在現金還沒有歸還的情況下小五郎檢查繼續調查。西澤的好友田中和公司社長的互相指正引起了小五郎的懷疑，而一路探查的柯南看到了漂浮在宇田川河面上的部分鈔票，經過整理之后柯南得知了這次事件的兇手，而他將代替感冒的小五郎為大家揭曉真相。

被襲擊的迫田暈倒前指向了小蘭，擁有空手道段數的小蘭被懷疑，尋找到目擊證人的柯南還從飾演過蝴蝶夫人的兩位演員身上找到了小蘭飾演角色的原型，而劇本內第二起殺人事件的死亡訊息也不知道蘊含著什么意義。案件變得更加撲朔迷離，擁有犯罪嫌疑的人越來越多，而在案件還沒解決的情況下又有人遭到了襲擊。

根據綁架犯的做法柯南判斷是熟悉阿笠博士家的人所為，而最近前來查看古董壺的三組人便成了被懷疑的對象，他們所發來的小貓照片是小蘭媽媽上傳的音像，而這一切只是為了帶走步美的借口，因為他們真正的目的是阿笠博士價值連城的波斯地毯。通過阿笠博士對三組人的描述后柯南鎖定了目標，而步美的耳朵和真正地毯上都留有決定性的證據。