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現了奇怪之處，黑田管理官也發覺了異樣，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，懷疑是有人做了一個自動起火裝置故意暗殺了漆原史昭。

千葉警官在警局四處詢問有關“不明飛行物”的線索，卻毫無所獲，這天他回到家，收到了聲稱是自己宇宙第一大粉絲的人寄來的神秘郵件。在另一邊，名為和田陽奈的女高中生來到毛利事務所，委托小五郎調查杯戶公園“UFO”一事。杯戶公園隔壁的杯戶高中發生殺人案件，這兩者是否有聯系？

柯南等人幫助舊書店店主裕次郎搬運書籍，并在書店遇到了裕次郎的兒子一郎。一郎對于父親經營舊書店的事感到很不滿，爭執中眾人不歡而散。在光彥的帶領下，柯南等人來到了舊書店旁的公園，準備觀看蒸汽機車發動的場面，并在等待的途中偶遇了一郎。正當眾人與蒸汽機車合影完畢返回書店時，卻發現裕次郎被壓在了倒塌的書架下面……

半年前毛利小五郎去杯戶北町工作時，碰巧遇到了一起事件。名為桐崎禮美的女性被發現吊死在自己的公寓中，因為房東和桐崎的鄰居惠小姐都能證明她有自殺的傾向，外加她還留有一封遺書，所以事件被當做自殺處理。桐崎的死讓惠小姐非常自責，而小五郎的話讓她重新振作了起來，為了感謝小五郎才有了今天的約會，但在約會中柯南卻看出那起案件的隱情。

柯南所在的班里來了一位新老師名叫若狹留美，若狹老師想在體育課前用石灰畫線，卻發現石灰已經用完了。柯南告訴若狹老師舊倉庫里可能有石灰，元太和光彥開玩笑說舊倉庫有幽靈出沒，若狹老師感到很害怕，便拜托少年偵探團一同前往舊倉庫。在尋找石灰的過程中，柯南發現一扇通往地下的門，眾人合力打開門后，卻驚人地發現了一具骸骨……