茱蒂老師以卡梅隆搜查官女朋友的身份出現瞞過了木暮警官，這時，警方找到了一個裝有雨衣和兇器的紙袋并且還在死者的便簽本上發現了一句疑似死亡訊息的話，根據這些線索，就連第一個發現尸體的女秘書也成了懷疑的對象。另一方面，水無憐奈雖然重新回到黑暗組織，卻遭到組織的懷疑，為了證實她是否被FBI所籠絡，組織派給她一件任務，那就是殺掉赤井秀一。

小五郎的朋友向日葵酒吧的老板井上弘子意外被人殺害，當他和柯南趕到案發現場時，弘子的男朋友高岡明已守在尸體旁邊，目暮警官等也展開了調查，據周圍人所說，在案發期間并沒有人出入死者所在的公寓，并且嫌疑人高岡明當時也有充分的不在場證明，就在警方斷定這是起入室搶劫殺人事件時，柯南發現了關鍵線索，他重新推斷死亡時間，并斷言這里并非案發的第一現場。

沒過多久，綁匪就打來電話威脅柯南他們盡快找到寶藏，不然難保灰原他們安全。人命關天，柯南絞盡腦汁想要破解暗號，他發現萩市地圖與貓圖相吻合，而貓眼的地方就是線索的所在，于是，他們來到了円政寺，并在這里找到了日記中被撕掉的一頁，柯南將這些零散的圖片拼接成一條路線，大伙兒照此地圖找到了一個地下山洞，就在寶物將要到手之時，黑衣人綁匪出現……

少年偵探團、灰原與柯南等人發現小說家萬田年久的弟子原本高平在家中遇害。目暮調查了死亡推定時間內的不在場證明。萬田說他從昨晚起一直把自己關在旅館的房間內、案發時也沒出過房間。高木發現旅館和原本家確實很近。可是，島木說自己確實在旅館的候梯廳等萬田，而萬田的貓最終暴露了他犯罪的事實。而最終萬田也承認了自己的罪行。

從其他人的談話中，柯南得知在這起爆炸事件發生之前，曾經也有油桶被打翻的情況，并且周藤豪貴死前所穿的衣服是未婚妻銀林惠奈所送的羊毛衫，根據這些線索再加上灰原無意的提示，柯南將兇手鎖定，他以警方要錄口訊為由將不知情的兇手帶走，并在車庫中重現犯案時所用的手法讓她自己露出了馬腳。