小五郎受學(xué)生時代認(rèn)識的房東太太宗田光江之托，開導(dǎo)她最近不知為何事而消沉的孫子阿真，數(shù)次敲門無人回應(yīng)，光江用備份鑰匙把門打開，卻發(fā)現(xiàn)屋內(nèi)一片狼藉，而且墻壁上還涂滿了用紅色蠟筆畫的線，大家在浴室發(fā)現(xiàn)了割腕而死的阿真，光江讓柯南找來醫(yī)科大學(xué)的房客城戶，但已經(jīng)為時已晚，小五郎斷定這是自殺案件，但光江和柯南卻認(rèn)為是被人抹殺，這時，大家注意到了在建筑模型里的鑰匙，也就是說這是密室殺人事件！

柯南等人受邀參加假面超人影迷俱樂部的派對，派對還沒開始多久，突然沖出一名叫三島的男子將假扮成突擊警察的本田先生射殺，繼而自己又舉槍自盡。所幸的是本田穿了件防彈衣，只是輕微受傷，并無生命危險。眼見不一定為實，在大家都以為三島是自殺的時候，柯南察覺到這其實是件蓄意謀殺案。

柯南隨小五郎送園子和小蘭到山里的別墅，參加在網(wǎng)上認(rèn)識的魔術(shù)愛好者見面會，在回家途中，柯南從收音機中聽到魔術(shù)愛好者的西山務(wù)在家被殺，而且還留下殺人將繼續(xù)的留言，之后小五郎和柯南急忙趕回去卻看到與山外唯一連接的橋正在燃燒，身患發(fā)燒的柯南沖入大火一個人到達別墅，很快第二個受害者濱野的尸體在雪地中被發(fā)現(xiàn)， 但周圍卻一個腳印都沒有。

為了找尋灰原存有藥物資料的磁盤，柯南一行找到了她姐姐明美的老師廣田教授，趕到時卻發(fā)現(xiàn)教授死在一個密封的室內(nèi)，經(jīng)過鑒識認(rèn)定是后腦勺遭到重物撞擊而死，但這其實是一件蓄意殺人案，可疑人物鎖定在白倉、細(xì)矢和盛岡三人身上，就在柯南的推理遇到瓶頸時，灰原的一句話點醒了他，他用阿笠博士的聲音道出真相。

就在警察找不到任何線索想要以自殺結(jié)案時，柯南把在案發(fā)第一現(xiàn)場找到的領(lǐng)帶別針交給警方，這就推翻了自殺的說法，但想要抓到兇手，還需要找到更加有決定性的證據(jù)。這時，柯南注意到了在案發(fā)現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的繩子，他突然想到什么，就跑到旁邊的枯井，一切不出他所料，兇手就是那個人，他再次將小五郎麻醉，揭秘流傳至今的五重塔傳說以及兇手！