懷疑小蘭的高中英語教師朱蒂是黑衣組織的成員而拜訪公寓的服部平次與柯南，遇上朱蒂隔壁房間的主人高井墜樓摔死的案件。確信密室狀態的臥室從窗戶墜落的高井不是自殺而是他殺的兩人，在臥室調查中的平次接到和葉從大版打來的電話而明白犯罪手段的平次加上高井留下的證據。兩人向目暮警官建議在臥室重現案發。

在從伊豆回來的路上，因為小五郎的車子出了故障，柯南等人借住KURON健康器具公司的山莊。而此時，山莊里的3人正在新制品藥物社內研究的關鍵時刻。第三開發部部長平松正樹的制品馬上就要被采用了，然而社長梅谷四郎被刀刺傷，并平松也遭遇車禍身亡。看似事故的現場柯南卻有著不一樣的看法。

妃英理律師與號稱美女檢察官的九條對簿公堂，本案的被告入室盜竊被屋主發現，當他們扭打的時候，被告人不慎失手將屋主殺死，但九條卻認為被告是蓄意謀殺，甚至想以強盜殺人的罪名讓被告入罪，面對咄咄逼人的檢察官，妃英理勢必會陷入一場硬戰。為幫助妃英理，柯南和小五郎前往案發現場重新調查，他們竟然在這里發現了一條關鍵線索。

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。

帝丹高中最近發生了不可思議的靈異事件，小蘭本想拜托小五郎調查卻被拒絕，所以由柯南出馬破解校園靈異事件之謎。期間，小蘭他們還遇到新出醫生，于是一行人在園子的帶領下首先來到了體育館，這里曾莫名的出現了兩年前就已死去的保坂的書桌，接著又來到了詭異的圖書館和導致保坂死去的樓梯，經過一圈查看，柯南已大致明白，就在這時，操場中間突然出現了保坂的書桌……