柯南隨小五郎參加「名偵探小五郎推理公館」電玩游戲的發布會時，碰到了游戲制作公司滿天堂的三名員工中島、上田和竹下，三人慌亂的存放行李后，趕往會場，期間，柯南偶然聽到一高大黑衣男子的通話，并從中得知此人和黑衣組織有關，可還沒能得到更多的信息，黑衣人就被炸死，一番推理后，柯南發現這是意料之外的殺人事件，柯南能否得到更多的關于黑衣組織的線索？

委托人為表示感謝，招待小五郎三人溫泉旅行，他們在搭乘湯之山縣的列車上，遇到了兩名爭吵的醫生佐藤、伊達，期間伊達曾生氣離開。換乘休息的途中，警察在與湯之山線列車路線基本相同的花之街線列車上發現尸體，柯南洞察到伊達神情怪異有犯罪嫌疑，可他是怎么樣在兩趟不一樣的列車上游走殺人的？

這天小五郎帶著小蘭和柯南到外面吃完飯時巧遇大學時代的同學大村。因為有事商量他們一同到了大村的公寓。在屋里喝茶說話時，窗戶玻璃突然碎了而在樓下的馬路上突然有個男人倒地身亡。在警方調查下發現死者生田是在和同學聚會的途中出去后死亡的。而在勘察了現場之后柯南發現了犯人使尸體自動摔下的手法并以小五郎的聲音揭露了犯人的犯罪手法。犯人最終承認了罪行并坦白了自己殺人的原因。

小蘭找來醫生時，卻發現柯南不見了，她四處尋找來到了犯罪現場，而服部已經開始了對兇手的指認，兇手就是死者的父親利光，他本人也主動承認，這時，工藤新一出現，他推翻了服部的推測，并對兇手重新指認，服部甘愿認輸，警方帶走兇手后，工藤因心痛難耐顧不上和小蘭說句話就躲了起來變回柯南，休息了三天后，他意識到老白干是讓他恢復原形的方法。

柯南去體育俱樂部館參觀時，正巧看到水上運動的西條、成瀨和木島發生爭執的一幕，而體育俱樂部負責人佐伯和跳水代表西條也存在著某些不愉快。當晚，小五郎接到目暮警官的電話說西條死亡，因為沒找到什么有用的線索，警方準備以意外死亡結案，可是柯南注意到這是件謀殺案，柯南找到目擊證人并從他的繪畫中看透事情的真相，兇手一定就是那個人。