為了讓扭傷腳的柯南療養腳傷，大伙兒一起來到城崎溫泉，然而，小蘭卻突然失蹤，柯南從光彥他們所拍的照片上看到小蘭和一個小女孩在一起，同時照片上還出現了一個行蹤可疑的男人。這時，柯南他們遇到了服部，他受人委托前來找一個叫陽菜的女孩，而她正是和小蘭在一起的那個孩子。據陽菜的父親周平所說，在陽菜失蹤的同時他美術館里的展品彩虹之子也不翼而飛。就在大家四處進行尋找時，陽菜和小蘭遇到了危險。

妖怪倉庫是把貴重的物品放進里面就會立刻消失的倉庫，少年偵探團為了弄清真相決定一探究竟，元太他們為了讓柯南露出無話可說的表情而干勁滿滿。在調查了倉庫內部之后，柯南只看到了地板上留下的零星腳印和嵌在墻上的大算盤，除此之外別無他物。但從外面的天窗向里面看的話，就能看到堆積如山的寶物，可意外的是當再次打開倉庫的門時，里面的寶物就全都消失不見，柯南提出的天花板和地板機關的猜想被光彥等人否認，難道妖怪倉庫真的存在？

柯南并沒有從步美找到的照片中發現重要的線索，便將破案的關鍵再次鎖定日記，仔細反復查看之后，柯南發現了其中的端倪，于是，他再次來到琴房確認自己的發現，沒想到步美等人放在門口的背包不翼而飛，而且大家還注意到了鋼琴旁邊凳子的變化，一切如柯南所料，他讓步美、元太和光彥等人高唱歡快的歌曲，果然將躲在黑暗中悄悄觀察他們的人揪了出來。

這天是米花大學的校慶，小五郎作為畢業嘉賓帶著柯南，小蘭和園子前來參加。這是米花大學學生辻榮尊座邀請小蘭來幫忙看看僵尸表演是否到位。之后柯南，小蘭和園子在尊座和貴士的帶領下參觀了他們設計的絕叫病棟，就在被他們精湛的設計和表演嚇到的同時發現成員之一安菜沒有按計劃起身嚇人，走進之后發現安菜已經中毒身亡！隨著調查的深入，一個月之前橋口中毒身亡的事情也逐漸浮出水面。

小五郎受邀來到Nijimura品牌店，卻正好目擊社長仁地村被人綁架的畫面。社長的妻子兼副社長沙希，按照綁架犯的要求帶著一億贖金搭電車解救人質，就在電車開往中戶呂鐵橋的時候，沙希按照指示將包包從窗戶丟到河里，而此刻正趕上泄洪，包包隨著增加的河水被沖走，待警方在五公里外的河岸發現時，贖金已經被犯人拿走，而社長仁地村也被殺害。雖然事情已經結束，但柯南和小五郎卻重返現場進行調查，并發現……