正在進行的推理游戲卻變成了真正的殺人事件，在列車到達名古屋前柯南他們要在乘客中揪出真正的兇手來，在他們四處尋找線索的時候灰原卻忍受著內心的煎熬。內心忐忑不安的灰原正在受到組織的威脅，組織的黑影已經更近一步接近灰原，她絕對不能以這種摸樣被人殺害。

看似自殺的案件還存在著很多疑點，現場留下的物件和快速轉臺的情況讓柯南明白了作案手法，而能夠作為決定性證據的物品還藏在真正的兇手身上。奶奶受到的訊息讓恩田的謊言不攻自破，而作為冒牌小五郎的他正處于尷尬的境地，察覺到背后隱情的柯南并不準備揭穿他，柯南還準備讓這個冒牌的小五郎展現名推理指出真正的兇手。

被襲擊的迫田暈倒前指向了小蘭，擁有空手道段數的小蘭被懷疑，尋找到目擊證人的柯南還從飾演過蝴蝶夫人的兩位演員身上找到了小蘭飾演角色的原型，而劇本內第二起殺人事件的死亡訊息也不知道蘊含著什么意義。案件變得更加撲朔迷離，擁有犯罪嫌疑的人越來越多，而在案件還沒解決的情況下又有人遭到了襲擊。

通過新架設的偵探事務所網頁得到了一份乍看之下很簡單的委托，當小五郎帶著柯南、小蘭和安室前往更改的見面場所后依然沒有見到委托人，再次回到事務所的他們又收到了委托人的訊息，佯裝離開事務所的他們發覺了其中的蹊蹺，再次回到事務所的他們準備揭穿嫌犯的手法，但在這時他們卻聽到了廁所里傳來的槍聲。

新印象公司旗下的業務員們發生不斷遭人襲擊重傷的案件，犯人甚至脅迫新印象公司的社長要求支付現金，隨后犯人進一步指明交付現金的必須是毛利小五郎，而警方還不知道犯人會以什么樣的方式接受現金。犯人利用電磁鐵取走現金的手法已被破解，而嫌疑人西澤也浮出水面，在小蘭和柯南前往西澤家調查時卻看到了他的尸體。