某日清晨，柯南等人正在觀察4只青蟲時看到有警車在附近停靠。為打探消息柯南他們隨即趕往現場。根據高木刑警的敘述得知，獨自生活的一位老人被殺。利用午休時間，高木等人來到學校。據說昨晚，有個少年剛巧目擊了犯罪經過警方隨即來尋找那名少年。高木雖然找到了那名目擊者圭一，但是圭一卻不承認看到過犯人。

公演不能終止，可是主演蓮華卻還是沒有下落，情況緊急，小蘭自告奮勇決定暫時擔任輝夜姬一角。于是，少年偵探隊出動，他們和玉之助一起幫忙找人，期間還遇到為給歹徒送錢而被打昏的片岡秘書大貫，面對人財兩空的狀況，柯南能否找到蓮華？《竹取物語》又能否完美謝幕？

警方并沒有找到柯南等人看到的當時那名男子所穿的灰色外套和背包，就在高木和佐藤準備離開的時候，已經知道兇手手法的柯南有意向他們做出暗示，根據柯南的提示警方破解了兇手制造不在場證明的手法，因此，加藤終究難逃法網。破案之后，高木警官決定在離開之前向佐藤警官表白，可是話剛到嘴邊，目暮警官就突然出現并告訴他……

少年偵探隊按照暗號分別找到了剩下的兩個時光保存罐，卻發現在此之前有人曾將它們挖出來過而且最后一個發現的時光保存罐里面竟然有一封信，將所有的字條擺在一起，真相也愈發明晰，柯南在阿笠博士的幫助下揭露了真兇，沒想到事情的癥結可以追溯的十五年前……

在放學回家的路上，柯南、步美等人碰到了進出珠寶店的高木警官，便一起跟了進去，想不到在這里碰上了珠寶搶匪，于是，高木警官帶著柯南等人展開了追捕，可追到屋頂時，搶匪竟然毫不猶豫的跳了下去，摔在了樓下的搬家貨車上而身亡。巧合的是這輛貨車的雇主貓田正是死者后村的老板，柯南根據搬家公司員工的說法以及目擊者提供的零星線索斷定這是一起謀殺案件。