毛利小五郎受久須美工械廠社長的委托，調查工廠零部件被偷的案件，為了不引起職員的警惕，柯南和小蘭也一同隨行假裝參觀。在對職員們暗中調查后，行為怪異的谷崎成為毛利小五郎的懷疑對象，三人計劃在倉庫抓住罪犯的現行，不料卻發現谷崎死在了反鎖的房間里。正當案件一籌莫展時，谷崎生前研究的老鼠機器人引起了柯南的注意。

元太在奧米花的路口邊找東西時，突然被身后狂奔而來的紅衣男子撞倒，元太追逐紅衣男子未果，便叫來少年偵探團一起幫他尋找紅衣男子的下落。正當幾人爭論不休時，柯南等人被警察叫住詢問，這才得知該紅衣男子竟是一名搶劫犯，于是少年偵探團便決定幫助警察抓到紅衣男子。與此同時，另一名紅衣男子來到警察局，告訴警察他失憶了，卻被警察以嫌疑人的身份進行追捕。這名紅衣男子究竟是不是搶劫犯？感覺此事另有蹊蹺的柯南展開了調查。

為了和靈魂偵探堀田凱人進行對談，柯南跟著毛利小五郎來到了酒店，但到時發現堀田已被殺害，其隔壁房間的客人竟然是世良。柯南和世良在案發現場進行了一番調查，罪犯的手法與關鍵性的證據全被找了出來，就在柯南準備和往常一樣進行推理時卻發現自己的變聲器不見了，而這時竟有人很自然的用他遺失的變聲器開始模仿小五郎的聲音進行推理。

目睹柯南墜崖的眾人陷入了痛苦和無助之中，警察署的搜查工作也一籌莫展，然而小哀卻覺得此事另有蹊蹺，便獨自上路尋找柯南。另一方面伊勢原在柯南的幫助下成功脫險，二人在山中的木屋與小哀相遇。在三人的設計和警方的幫助下，抓捕佐羅的行動圓滿完成。正當眾人以為此事已畫上句點時，柯南卻發現案件仍有疑點……

利用步美找到的暗號解讀表，柯南本以為能順利解開暗號，不料卻遇到了瓶頸。正當此時，若狹老師再次拜托少年偵探團前往舊倉庫尋找石灰。來到舊倉庫的眾人發現倉庫一片狼藉，在若狹老師不經意的提示下，柯南終于解開了暗號的含義，并推測犯人將再次來到舊倉庫。為了避免打草驚蛇，柯南設計誤導犯人，并在深夜與若狹老師等人再次來到舊倉庫，柯南能否順利將犯人一網打盡？