小五郎因?yàn)橹辛瞬势睅е√m和柯南一起享受可以在南紀(jì)白濱住上一晚的旅行，并在那里結(jié)識(shí)了寫生旅行的醫(yī)科大學(xué)學(xué)生新莊真紀(jì)，由良達(dá)彥，宮原加奈子，藤浩太，三井元，五人之間似乎有著復(fù)雜的關(guān)系。第二天毛利他們偶然遇見了藤浩。正巧慌張的三井給藤浩的手機(jī)打來了電話說三段壁的樹林里發(fā)現(xiàn)真紀(jì)胸口中刀被殺。而柯南發(fā)現(xiàn)散落在現(xiàn)場鑰匙的疑點(diǎn)。

服部收到了一封古怪的委托信，于是，他們一行人便來到了美國島，沒想到這封信的寄件人紗織卻在三天前失去了蹤影，當(dāng)晚，島上熱烈的慶祝一年一度的儒艮慶典活動(dòng)，傳說有位吃過人魚肉的長壽婆，任何人只要拿到她念過咒的儒艮之箭，就能實(shí)現(xiàn)長生不老的美夢(mèng)，但就在慶典進(jìn)行期間，沙織的朋友壽美竟然被人發(fā)現(xiàn)勒死在瀑布上，服部和柯南認(rèn)為這是一起殺人事件并著手進(jìn)行調(diào)查，然而在為壽美守靈的晚上又發(fā)生了一件慘案。

少年偵探團(tuán)在放學(xué)的途中發(fā)現(xiàn)勾在S形鉤子上的結(jié)婚戒指。光彥說這是某個(gè)人的SOS的求救信號(hào)，少年偵探團(tuán)的成員們開始搜索現(xiàn)場正在建的公寓。雖然中途誤會(huì)了島明夫婦，但是在大家的搜查下，柯南最終發(fā)現(xiàn)戒指的真真含義和“上原美里”的疑點(diǎn)。獨(dú)自面對(duì)犯人的柯南再次使用麻醉針逃離危險(xiǎn)并救出被囚禁的上原美里。

宇佐美過去曾殺害過被害者的孩子。而喝醉酒的宇佐美對(duì)事件記憶不清，這樣為案件辯護(hù)的英理看來沒有勝望。小五郎雖是想證明宇佐美的不在場證明，卻作為檢察官方面的證人出庭。對(duì)疑點(diǎn)懷有疑問的柯南讓小五郎作為辯護(hù)方證人再次出庭，進(jìn)行了新的推理最終指出了犯人的真實(shí)身份。美真治的嫌疑終被洗清。

就在柯南和服部調(diào)查時(shí)，小蘭與和葉又親眼目睹了一起命案的發(fā)生，死者是旅行團(tuán)中的片桐，服部剛想要仔細(xì)調(diào)查，就被自己的老爸教訓(xùn)一番，可這反而激起了服部想要調(diào)查真相的欲望，柯南和服部根據(jù)手頭的線索和嫌疑人的供詞，推斷出了兇手，于是兩人暗中尾隨糟屋到一個(gè)破舊的工廠，然而螳螂捕蟬黃雀在后，柯南被不明人士挾持，這些人到底是誰？服部能順利找到兇手嗎？