對時鐘狂熱的保科琉璍子在自己的身日宴會上被刺身亡。在調查來賓是古垣透露出犯人肯能是個胖子的證詞，而在調查了所有客人后并沒有發現符合猜想的嫌疑人。在聽到大時鐘的零點報時后柯南發現了犯人利用報時的大時鐘的殺人手法和兇手的身份。兇手最終承認了因為為好友報仇而殺人的事實。

意外的是門把上留下的指紋竟然是諸伏高明警官的部下，為找尋更多線索，大和刻意讓柯南跟著高明警官去曾經住在別館里的翠川尚樹、山吹紹二、百瀨卓人和直木司郎家進行詢問，高明警官謊稱在門把上檢驗出他們的指紋來觀察他們的反應，不所料直木司郎聽說了這件事之后神色緊張，就在大家以為他是兇手，準備進一步進行調查時，直木司郎被人殺死，而他家里的其中一面墻壁被涂成了紅色。

來到倫敦的柯南不小心以新一的身份向小蘭暴露在倫敦的事實，而此時柯南喝下了回國用的解毒劑暫時以新一的身份出現！在繼續調查的過程中小蘭從以前新一說過的話中得到啟發發現了人偶的秘密。而之后通過與新一電話中發現了更多的線索。這時小蘭和小五郎碰到了米奈芭小姐，在米奈芭和弟弟阿波羅的協助下小蘭留在教堂的紙片，而上面寫著的就是接下來的線索。

這個安置炸彈引起恐慌的不是別人，正是扮演無辜公民的綁著炸彈的那個男人，柯南不僅揭穿了他的身份還將他曾經殺人的事情公之于眾，案件圓滿解決之后，柯南看到了不不明人士傳給小五郎的推理簡訊，根據目擊者所說傳簡訊的那人很可能就是面帶傷疤的赤井秀一，待柯南追出去的時候發現赤井已經離開了大廈，而蓄意暗殺他的黑衣組織也因接到幕后老板的指示撤消了暗殺行動。

警察并沒有在三個嫌疑人的家中發現有同款紐扣的衣服，而且在三天的酉日集市期間，他們都有無法連續犯案的證明，這時有消息說被害人益子蘇醒，然而他卻表示自己完全不記得在昏倒前所留下的線索。因為掌握不到確實的證據，警察只好讓嫌疑人先行離開，柯南推理遭遇瓶頸，這時，小蘭、園子和小五郎的談話給了他啟示，兇手就是那個人！