千葉警官在警局四處詢問有關“不明飛行物”的線索，卻毫無所獲，這天他回到家，收到了聲稱是自己宇宙第一大粉絲的人寄來的神秘郵件。在另一邊，名為和田陽奈的女高中生來到毛利事務所，委托小五郎調查杯戶公園“UFO”一事。杯戶公園隔壁的杯戶高中發生殺人案件，這兩者是否有聯系？

練習空手道的京極曾在幼時受到高見達人的指點，高見老師的教誨才成就了如今的京極，京極拜訪老師道館的時候園子拖著柯南也來參觀。高利貸催款的人來到了道場，得知老師要賣掉道場引退后京極非常反對，京極出去沒多久就聽到了玻璃破碎的聲音，一行人沖出去后發現道館內寶貴的黑帶不見了。

鈴木集團舉辦的熱氣球大賽引來了很多參賽選手，冠軍獎金高達1000萬日元，蟬聯兩屆冠軍的水口先生今年帶著太太一起參加了比賽，賽前他和奧田先生發生了爭執。比賽中，奧田先生撞上了水口先生的熱氣球，在墜落過程中水口太太墜落身亡，發生的這一切看似只是一場事故，但柯南卻從熱氣球的殘骸中看出了端倪。

柯南確信被警察盯上的千野并不是真正的犯人，而尸體的第一發現者福田先生和催促番藤與天城協商的江崎小姐都有殺人的機會，但在調查中柯南并沒有得到這方面的線索。案件的條理逐漸明確，犯人殺死天城和番藤的目的是為了陷害千野，想起千野偶爾擔任推理小說新人獎的審查后另一條線索出現了。

目睹柯南墜崖的眾人陷入了痛苦和無助之中，警察署的搜查工作也一籌莫展，然而小哀卻覺得此事另有蹊蹺，便獨自上路尋找柯南。另一方面伊勢原在柯南的幫助下成功脫險，二人在山中的木屋與小哀相遇。在三人的設計和警方的幫助下，抓捕佐羅的行動圓滿完成。正當眾人以為此事已畫上句點時，柯南卻發現案件仍有疑點……