小五郎等人在去海豚樂園的路上，遇到了幾位正在進行大學(xué)同學(xué)聚會的女子。為了接另一位大學(xué)同學(xué)，他們一起前往海豚樂園飯店卻意外發(fā)現(xiàn)她們等待已久的藤村直美被殺害了。經(jīng)過調(diào)查之后柯南確認了兇手的身份并向大家演示了兇手利用雪糕的犯罪手法。再自己留下的證據(jù)面前，兇手最終承認了罪行。

巧遇上新出老師的三人繼續(xù)關(guān)注事態(tài)發(fā)展。在隔壁房間偷看的柯南一邊看一邊以新一的聲音聯(lián)系高木。而以日落前為約定的誓言之吻讓大家更替高木擔(dān)心。在柯南的幫助下，高木推理出了犯人。但在追捕犯人之后，日落也就在眼前了。垂頭喪氣的高木欲放棄但最終決定堅持下去。時間到，佐藤警官遵守預(yù)定但關(guān)鍵時刻，“高木”警官竟然出現(xiàn)了？

佐藤警官推理出小倉原本逃脫的計劃，柯南指認出進入廁所的關(guān)鍵的三人。在調(diào)查了三名嫌疑犯以及攜帶物品之后柯南解析出犯人的犯罪手法和遺留的證據(jù)。在“沉睡小五郎”的推理下指出了刀子方向的不自然方向套出了犯人的口誤。雖然兇手一再否認，但隨聲攜帶的報紙成為了逃不掉的鐵證。在罪犯逃跑的過程中被高木警官一罐子擊暈，案子最終成功告破。

少年偵探團在放學(xué)的途中發(fā)現(xiàn)勾在S形鉤子上的結(jié)婚戒指。光彥說這是某個人的SOS的求救信號，少年偵探團的成員們開始搜索現(xiàn)場正在建的公寓。雖然中途誤會了島明夫婦，但是在大家的搜查下，柯南最終發(fā)現(xiàn)戒指的真真含義和“上原美里”的疑點。獨自面對犯人的柯南再次使用麻醉針逃離危險并救出被囚禁的上原美里。

備前千鶴在飯店房間里上吊，因而被眾人認為是自殺。在柯南的啟發(fā)下小五郎發(fā)現(xiàn)千鶴是他殺的肯能性。在警方的詢問下眾人都有殺害千鶴的肯能。在調(diào)查飯店的屋頂之后柯南發(fā)現(xiàn)了犯人飛翔一般的作案手法和留下的證據(jù)。在證據(jù)面前兇手最終承認了罪行，同時道出了和千鶴和自己弟弟的過往以及殺害她的原因。