柯南等人在警視廳鑒證連續發火現場遺留的紅馬現場照片，發現其中1張紅馬上有“兔”字，由此推出“紅馬”是三國志中出現的赤兔馬。另一方面，古董品店長玄田隆德到訪諸角宅，由于他打算送給諸角亮子的塑像是騎乘著赤兔馬的關羽，玄田的名字引起了搜查線上的注意。在一系列的推理調查之后玄田被捕了，但柯南和平次卻發覺了這其中的異樣。最終在柯南和平次的聯手調查下犯人的真面目慢慢浮出水面。

藤枝干雄被殺，雖然家中每個人的反應有著微妙的差別，但卻都有不在場證據。在警方的調查之后，在妃英理和有希子的推理下判定為內部作案。而在有希子詢問了園丁土肥之后眾人又發現了新的疑點。在父親工藤優作的暗示基礎上，柯南了解了兇手作案的手法，而最終有希子在柯南的幫助下揭開了事件的謎底。

白鳥警官的車突然發生爆炸，所幸他并沒有當場死亡而是被立馬送去了醫院，在他的手中，佐藤警官還發現一封和三年前相似風格的挑戰書，為了尋找炸彈，警察在慌亂中展開調查，柯南也從佐藤警官那里得知了，這個爆炸狂與警察的淵源，七年前警察和兩名歹徒產生了誤會，而導致其中一人出車禍死亡，于是這名活下來的歹徒便安放炸彈報復警察。

平次和和葉子預定來找柯南，但到了預定時間還沒有出現柯南他們很擔心。小蘭突然想起了服部說過要和一個叫楠川的偵探見面。不久柯南他們在楠川的公寓找到線索后來到律師伊藤美沙里的家里。但是伊藤卻聲稱平次他們的事自己完全不知情。但此時服部和和葉正被關在他家的房頂里，原來伊藤的目的是為了逼迫平次解開放有自己偷稅證據的銀行保險箱的密碼，平次和葉子是否能夠脫險？

為調查鬼屋真相搜集更多的線索，柯南和小五郎一起對這棟公寓的其他三位住戶進行詢問，四谷和番町的房間里都擺滿了各種恐怖碟片以及會發光的鬼怪塑像，而另一位叫牡丹的研究生則是名絕對的無神論者，調查期間，總有飛蛾圍繞在他們身邊，這讓柯南靈光一現，沒錯，這些恐怖現象確實是人為的，并且這還與四年前那具死在公園里的女性焦尸相關，而兇手就是他！