阿笠博士的金龜車在半路拋錨，導(dǎo)致他和灰原只能在路邊等便車，碰巧這時來了一輛前往東京的車子，車主是一對古怪的情侶，并且灰原還在車內(nèi)發(fā)現(xiàn)了彈孔和血跡，更恐怖的是她聽到這對情侶說要找到柯南把他弄個半死之類的話，驚恐的灰原趁機(jī)打電話向柯南求救，沒想到一直按照柯南指示的她竟然被這對情侶抓個正著，這兩個人是黑暗組織成員嗎？柯南又是出于什么原因讓灰原和博士乖乖被抓？

君島帶著自滿的藏平來參加電視節(jié)目，但在彩排時花瓶卻離奇失蹤！作為名偵探的小五郎也身負(fù)重任來尋找失蹤的花瓶。而在分析眾人之后小五郎發(fā)現(xiàn)舉止怪異的山崎，但山崎藏起來的是洋子的手絹而非花瓶。而在調(diào)查了現(xiàn)場之后柯南發(fā)現(xiàn)了犯人偷藏花瓶的手法，并以小五郎的身份揭露了犯人的身份。而君島帶來的花瓶也只是贗品而已。

這天是米花大學(xué)的校慶，小五郎作為畢業(yè)嘉賓帶著柯南，小蘭和園子前來參加。這是米花大學(xué)學(xué)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(lǐng)下參觀了他們設(shè)計的絕叫病棟，就在被他們精湛的設(shè)計和表演嚇到的同時發(fā)現(xiàn)成員之一安菜沒有按計劃起身嚇人，走進(jìn)之后發(fā)現(xiàn)安菜已經(jīng)中毒身亡！隨著調(diào)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。

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(shí)，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(xiàn)！在繼續(xù)調(diào)查的過程中小蘭從以前新一說過的話中得到啟發(fā)發(fā)現(xiàn)了人偶的秘密。而之后通過與新一電話中發(fā)現(xiàn)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(xié)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。

為了讓扭傷腳的柯南療養(yǎng)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(xiàn)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(jù)陽菜的父親周平所說，在陽菜失蹤的同時他美術(shù)館里的展品彩虹之子也不翼而飛。就在大家四處進(jìn)行尋找時，陽菜和小蘭遇到了危險。