服部收到了一封古怪的委托信，于是，他們一行人便來(lái)到了美國(guó)島，沒(méi)想到這封信的寄件人紗織卻在三天前失去了蹤影，當(dāng)晚，島上熱烈的慶祝一年一度的儒艮慶典活動(dòng)，傳說(shuō)有位吃過(guò)人魚(yú)肉的長(zhǎng)壽婆，任何人只要拿到她念過(guò)咒的儒艮之箭，就能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)生不老的美夢(mèng)，但就在慶典進(jìn)行期間，沙織的朋友壽美竟然被人發(fā)現(xiàn)勒死在瀑布上，服部和柯南認(rèn)為這是一起殺人事件并著手進(jìn)行調(diào)查，然而在為壽美守靈的晚上又發(fā)生了一件慘案。

倫太郎家的餐廳來(lái)了一個(gè)叫龜倉(cāng)雄二的人，在他以報(bào)恩為目的來(lái)到這里之后，倫太郎家原本的冷清的餐廳因龜倉(cāng)的努力而漸漸生意興隆起來(lái)，可倫太郎總覺(jué)得事情沒(méi)那么簡(jiǎn)單，便拜托少年偵探隊(duì)進(jìn)行調(diào)查。龜倉(cāng)以想菜單為由總把自己關(guān)在屋子里，這讓柯南等人覺(jué)得很可疑，這時(shí)，光彥想到了福爾摩斯里的紅番聯(lián)盟案件，于是大家便以這個(gè)案件為參考展開(kāi)了調(diào)查，柯南認(rèn)為光彥等人的推理都不可靠，然而事情的真相卻將柯南狠狠打擊了一番。

佐藤警官推理出小倉(cāng)原本逃脫的計(jì)劃，柯南指認(rèn)出進(jìn)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(rèn)，但隨聲攜帶的報(bào)紙成為了逃不掉的鐵證。在罪犯逃跑的過(guò)程中被高木警官一罐子擊暈，案子最終成功告破。

為找尋更多的線索，服部向胴口詢問(wèn)起袴田與垂見(jiàn)之間的恩怨，不想他卻避而不答反而找來(lái)袴田教訓(xùn)服部，之后他又遇到了當(dāng)時(shí)在二館外的學(xué)生，據(jù)目擊人說(shuō)所，案發(fā)時(shí)他們?cè)吹揭粋€(gè)頭戴面具，身背護(hù)具袋的人進(jìn)出這里，聽(tīng)到這些證詞之后，服部終于知道了兇手是誰(shuí)以及他所使用的手法，而此時(shí)，柯南等人也趕到了比賽會(huì)場(chǎng)，聽(tīng)了警察對(duì)案情的描述之后，柯南急忙趕往服部所在的二館倉(cāng)庫(kù)，卻發(fā)現(xiàn)服部早已將兇手制服。

雖然可以確定兇手就是大場(chǎng)先生，但是還有兩個(gè)疑點(diǎn)未能破解，就在新一深入調(diào)查的時(shí)候，他的身體突然一陣疼痛，藥物正在漸漸失效，他強(qiáng)忍住即將變小的身體所帶來(lái)的痛苦，堅(jiān)持將案件的真相公諸于眾，案件完美解決之后，新一又變回了柯南，再次的突然離開(kāi)，他將如何向小蘭解釋？