一名老護士告訴柯南，她以前見過英祐并且在他小的時候還因白血病做過手術。另一方面，得知杯戶中央醫院被黑暗組織入侵后，柯南和FBI立刻對醫院的病人進行了排查，其中最具嫌疑的有三個人，為找出那個在醫院調查水無憐奈的人，柯南想出了一條妙計，他直接與這三個嫌疑者接觸，最終將目標鎖定，在接下來的行動中，柯南和FBI又能得到什么樣的線索？

對三天后即將失效的殺人案兇手不斷發出挑釁言論的犯罪心理學家平棟堂次，在自己家中遭到殺害，兇手在他的背上刻下了Z字型傷痕。為找尋更多的線索，柯南等人跟著高木警官來到了二十年前的受害人家中詢問相關案情，雖然只得到了零星線索，但柯南卻將它們串聯起來并發現了共同點，那就是這四名被害者或許是一起打麻將的牌友，于是，高木和柯南等人決定順藤摸瓜，逐一調查他們可能去過的麻將館。

服部打電話告訴柯南雖然沒有查到水無憐奈的過去，但是找到了關于神秘轉學生本堂英祐的事情，于是，柯南根據服部所提供的情報和阿笠博士、灰原來到了據說有英祐父親照片的模型店店長的家中，可是，店長卻發現柯南要找的照片突然不見了，并且根據房中所留下的痕跡來看，柯南斷言一定有人曾入侵過這個房間。

園子邀約柯南和小蘭一起來賞楓，可她的真正目的卻是想要將紅色手帕系在《冬季楓紅》拍攝地點的樹枝上，以此為暗號與京極碰面，然而旁晚時候，當她們再次返回樹林卻看見了一具尸體，而此人正是曾與她們偶遇的電視劇人員，天色越來越暗，柯南察覺到有不止一個人在監視著他們。

柯南在和阿笠博士，步美等人一起去酒店吃自助餐的時候，將事情的來龍去脈全部告訴了灰原，沒過一會兒，高木警官趕來辦案，柯南詢問后得知這家酒店里的一家藝人事務所社長被人槍殺，在他的提醒下，警察抓到了三名有嫌疑作案的人，而其中一名竟然是FBI的搜查官卡梅隆，因為不能暴露身份，所以他接受偵訊時支支吾吾的表現更顯可疑，于是，柯南打電話給茱蒂老師讓她前來解圍。