警察在案發現場發現了一個筆記本，上面以流動日記的形式寫著這四名死者害死甲斐先生的秘密，根據這個筆記本，大和警官推測兇手就是因為內疚而動手殺人的繁次。但是還有疑點并未解開，于是，柯南和服部兩人再次來到了綾華的死亡現場，并從一名警察那里聽到了關鍵的線索，兇手就是……

柯南和小蘭來到妃英理的事務所，期間，女子柔道冠軍有沢悠子前來拜訪，為了商量讓她丈夫困擾的跟蹤狂事件，一行人準備前往有沢家調查，不想出發前，她的丈夫說自己正在參加朋友的守靈可能會晚點回去，于是大家決定吃完晚飯再去會面，沒想到當柯南他們如約到達時，有沢的丈夫已經陳尸家中，柯南和妃英理都察覺到有沢悠子很可疑，可是她卻有不在場證明。

柯南、小蘭和園子一起去醫院看望國中同學的時候，遇到了拿著照片四處詢問的本堂英祐，照片上的人正是水無憐奈，但英祐卻堅持認為水無憐奈和姐姐是兩個人，于是，小蘭打電話給水無憐奈的超級粉絲庵野進行確認，沒想到對方竟然說她打錯了，隨后一行人來到庵野家，他的母親正準備出門取錢，柯南察覺到事有蹊蹺，斷定讓她打錢的那個人根本就是詐欺犯，在大家的幫助下，詐欺犯被送往了警局，而尋找水無憐奈也進入了正題。

在屋內調查的過程中，柯南發現了多處疑點，干凈的浴室、沒有插電的刮胡刀、消失的牙刷以及洗衣機內的衣服，就在他苦思冥想到底誰是兇手時，園子無意中的一句話提醒了他，原來榔頭男從一開始就不存在，這不過是都市傳而已，就在目暮警官等人一頭霧水時，柯南將園子麻醉，利用變聲領結道出了真相。

最近，都市里出現了一名專門襲擊長發女子的榔頭男，警方根據目擊者的通報找到了榔頭男的住所并在周圍展開了監視，期間，有三個人陸續進出過榔頭男的房間，他們分別是宅配快遞員、機車送貨員和披薩外送員，考慮到這可能是兇嫌所使用的調虎離山計，警方匆忙沖進了他的房間，不想卻發現一名疑似榔頭男的人倒在屋內。