毛利小五郎受久須美工械廠社長的委托，調查工廠零部件被偷的案件，為了不引起職員的警惕，柯南和小蘭也一同隨行假裝參觀。在對職員們暗中調查后，行為怪異的谷崎成為毛利小五郎的懷疑對象，三人計劃在倉庫抓住罪犯的現行，不料卻發(fā)現谷崎死在了反鎖的房間里。正當案件一籌莫展時，谷崎生前研究的老鼠機器人引起了柯南的注意。

音樂人波土祿道發(fā)表了新歌并準備召開演唱會，柯南等人約定一起去看波土的彩排表演。來到表演廳外的眾人偶遇了波本和小梓，卻被工作人員通知表演臨時取消。正當眾人在表演廳外交談時，前來做消防檢查的警察卻突然發(fā)現波土祿道被吊死在了舞臺正中央……

黑田管理官公事纏身最近顯得很疲勞，白鳥警官建議他去露營場好好放松一下，正巧柯南一行人隨若狹留美老師也要去露營。在露營場地，柯南他們遇見了幾位白網大學籃球社的成員，隊員漆原史昭與其他成員關系鬧得很僵，籃球社經理古岡美鳥想借此露營機會讓成員們彼此拉近感情。沒想到晚飯過后，漆原史昭所在的帳篷突然著火，眾人急忙滅火卻為時已晚。

小五郎讓柯南和小蘭陪他一起去位于大分的別府溫泉旅行，說到別府溫泉最有名的莫過于地獄巡游之旅，就在小蘭和柯南興致勃勃討論的時候小五郎卻在一旁默不作聲。在柯南和小蘭的逼問下小五郎才說出了實情，這次的旅行目的是尋找仲代電氣社長的女兒麻奈美，柯南根據照片找到了麻奈美所住的旅館，但這僅僅只是開始。

警察開始調查帳篷燃燒的原因，籃球社的成員都有不在場證明。柯南從段野的證詞那里發(fā)現了奇怪之處，黑田管理官也發(fā)覺了異樣，這不是一起意外自殺，而是故意殺人事件。柯南從大家做的橡子挑擔偶人得到了啟發(fā)，懷疑是有人做了一個自動起火裝置故意暗殺了漆原史昭。