此次幽靈恐慌的第二天，柯南他們下榻的民宅的主人—永倉先生被人襲擊了。永倉先生雖然沒有生命危險，但是犯人是誰卻不得而知。警察以重要參照人為理由帶走了從在進行地球遺產登陸委員會那里派來的缺德調查官川治，但柯南卻發覺這其中不自然的地方，最終少年偵探團的各位找到了真正的犯人并將找出了幽靈少女的真相。

某日，童星絹川和輝來到毛利偵探事務，委托小五郎根據他媽媽寄來的明信片找出她的所在，于是，柯南一行四人跑遍熱海的旅店進行詢問，最終找到了有這張明信片的旅店，店里除了三名女店員，還有一位叫下鴨的客人，當晚，小蘭去給下鴨送鏡頭蓋時，卻發現他被人勒死在浴室中，趕到案發現場的警察從下鴨當時拍攝的照片中發現，兇手是一個胸口有痣的女人，絹川得知后很難過，因為他母親的胸口就有一顆痣。

這件兇案的最大疑點就是，兇手從這個亂七八糟的黑暗房間逃跑的時候，居然沒有發出任何聲響，而且門鎖也沒有被破壞的痕跡，由此看來，睡在死者身邊的穗島嫌疑最大，可穗島卻說唐田和根上也都有這間屋子的鑰匙，于是，警方找來這二人進行偵訊，得知案發時兩人都沒有不在場證明，既然如此，嫌疑犯就有三人，這時，警方發現死者身上少了一顆紐扣以及地上的攝影機，查看過影像大家仍未發現有何異常，而那顆不翼而飛的紐扣就成了破案的關鍵。

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。

警察雖然推斷巖夫是自殺，但柯南卻發現了眾多的疑點。而從尸體嘴里流血的事實，燈繩上可疑的繩結和小蘭的敘述中柯南最終推理出了犯人的犯罪手法。但是，就在柯南要揭露兇手的關鍵時刻卻因為感冒不能發聲了！沒有其他辦法，柯南通過不斷的比劃的猜謎來引導眾人來尋找兇手的線索，最終犯人的身份揭曉。而兇手也承認因為妻子的遇害而殺死被害者的事實。