在靜岡縣寫小說的推理作家海棠千賀小姐招待毛利小五郎來她住的別墅，希望小五郎分享關于名偵探的辦案經驗，沒想到見面后卻沒有要聽小五郎分享的意思，而是一直在說自家人內部的矛盾。次日早上醒來的柯南等人發現海棠一家還沒起床，再到臥室后才發現海棠夫婦以及海棠小姐的徒弟幸子小姐全部都被毒殺。

委托小五郎調查男友柘植是否有外遇的笹森小姐不幸從石階上墜亡，三個月后小五郎又接到了柘植的電話，他表示會公開殺害笹森小姐的兇手。除了小五郎之外，在葬禮上吵成一團的三人也都被叫到了現場，但當他們一起進入房間后卻發現柘植先生已經被人殺害，而殺害柘植先生的兇手必定也與笹森小姐的事件有所關聯，而兇手就在受邀前來的三人里面。

少年偵探團在幫助真央尋找小狗的時候遇到了千葉和高木，偽裝成小五郎聲音的柯南從目暮警官哪里得知了發生的事件，中午左右的兩起爆炸事件的嫌犯已經抓住，但裝有最后一枚炸彈的狐貍宅便車卻被毫不知情的劫犯搶走，而真央的小狗正是在這個被劫走的車里。為了防止意外再次發生，柯南帶領著少年偵探團們一起尋找車子的下落。

揭開暑假序幕的星期天，阿笠博士陪著少年偵探團看完電影后往家趕，在電車上他們看到遠方的樓頂上發生了命案，但到達現場后目擊墜落的時間卻是他們看到案情發生后的10分鐘。五層的建筑不可能墜落這么長時間，為了找出案情的真相柯南立即對案發的大樓展開了調查。

帶走柯南的女子真名是蒲川情奈，她是被三名強盜殺害的銀行員賢也的女友，為了替賢也復仇的她一再犯下罪行。同一時間小五郎等人借助安室的推理逐漸逼近事件的真相，并馬上前往最后一位搶劫犯的住處，另外阿笠博士和世良等人也趕了過來，而柯南已經跟著情奈前往可能是最后一位搶匪的三位女性那里。