委托人為表示感謝，招待小五郎三人溫泉旅行，他們在搭乘湯之山縣的列車上，遇到了兩名爭吵的醫生佐藤、伊達，期間伊達曾生氣離開。換乘休息的途中，警察在與湯之山線列車路線基本相同的花之街線列車上發現尸體，柯南洞察到伊達神情怪異有犯罪嫌疑，可他是怎么樣在兩趟不一樣的列車上游走殺人的？

小五郎的學長寺岡請他們吃烤肉的時候，突然接到一個名叫松山的人的電話，為勸說此人回歸正道，寺岡匆忙趕去約見的碼頭，小五郎也要求一同前往，小蘭和柯南尾隨其后，到達碼頭后，寺岡單獨去見松山，可不一會兒，大家就聽到了槍聲，松山因手槍走火意外死亡。暮目警官說手槍上除了寺岡和松山還有第三個人的指紋，柯南仔細思考之后，斷定這枚指紋就是讓犯人認罪的完美證據。

少年偵探團，在機緣巧合下和最受歡迎組合TWO-MIX的主唱高山美奈美一起吃飯，高山為找搭檔永野椎菜，一人跑出了演唱會的會場。后來在餐廳外，歹徒當著柯南的面將高山推入車中綁架，他們要求少年偵探團拿著TWO-MIX最新的歌曲練習帶去交換人質，歹徒在電話里讓少年偵探團把警察甩掉并讓步美一人前去，于是柯南和步美調換身份。

柯南、小蘭和小五郎參加了福爾摩斯旅行團，但此次旅行的主辦人旅店的老板金谷，被人鎖在車里推下山崖還引發的爆炸，而被孤立無法與外界聯系的旅客，因為不希望再出現死者，都集合在旅店房間里，說自己已經知道兇手是誰的綾子，在車庫里爆炸身亡，就在大家討論誰是兇手時，突然停電，藤澤被某人用碎冰錐刺傷。

在關西知名度極高，與工藤新一同為高中生名偵探的服部平次來到毛利偵探事務所尋找新一，想要與新一一爭高下。而他隨毛利小五郎前往事件的案發現場時，卻入了兇手之圈套，做出了錯誤的推理。就在他指出“兇手”，且“兇手”，自己也承認了的時候，工藤新一的聲音卻在門口響起。原來柯南在重感冒的情況下，喝下了服部平次帶來的【老白干】，身體意外的變回了原狀。他完美的分析了整個案件的作案過程，并揪出了真正的兇手。而就在這時，他再次變回了柯南......