小五郎，蘭，柯南一行人受到虎田直信的委托，負責調查他的兒子義郎離奇死亡的案件，與此同時，服部在虎田的死對頭龍尾家調查他兒子康司的死亡，與義郎相同，康司的尸體旁也擺放了一只死蜈蚣。當晚，和葉和小蘭看到了身著鎧甲的戰敗武士的影子，得知此事后，龍尾家的綾華神大驚失色跑了出去，而發現她的時候，她已經被吊死在一顆樹上，腳下同樣出現了一只死蜈蚣。

柯南他們很快就找到了被害者們常去的麻將館，并從老板那里得知，曾有一個叫鬼保獨郎的人與平棟堂次發生過沖突，抓到嫌疑犯后，高木警官便前去找曾聽到兇手聲音的鍋井永貴做指認，沒想剛進門就被人打昏。另一邊，柯南因為步美一句玩笑話，突然想通了Z的含義并說兇案早在十五年前就結束了，此次兇案的發生不過是模仿犯所為而兇手就在被害者的家屬之中。

園子邀約柯南和小蘭一起來賞楓，可她的真正目的卻是想要將紅色手帕系在《冬季楓紅》拍攝地點的樹枝上，以此為暗號與京極碰面，然而旁晚時候，當她們再次返回樹林卻看見了一具尸體，而此人正是曾與她們偶遇的電視劇人員，天色越來越暗，柯南察覺到有不止一個人在監視著他們。

少年偵探團聽同學說她們家的房客中有一個十分刻板且循規蹈矩的男人，尤其是遇上亂扔垃圾的人就會對他們訓斥一番，出于好奇，柯南他們便前去見這個叫巖田的先生。沒想到三天之后，巖田居然去警局自首說自己失手殺人，雖然是正當防衛不予追究，但警察還是對巖田的生活以及他的朋友等人進行了調查，卻發現事情并不像他描述的那么簡單。

警察分別對嫌疑人詠子、菊代和瀨川進行了偵訊，可是每個人都有不在場的證明，這時，英祐突然發現自己與母親的合照不見了，于是柯南，小蘭陪他一起去泳池那邊尋找，看著鍛吾的死亡地點，柯南腦中重現當時的情景，他將所有的線索連成一線，真相浮出水面，隨后，他用老方法讓小五郎沉睡，并指揮高木重現兇手所使用的手法，沒錯能這么做的只有那個人！