小五郎和蘭和柯南住進了建在山里的山莊。在那里住宿的客人中有“城市獵人”節目的演員砂岡和工作人員。小五郎和大家一起去燒烤，不久聽到了槍聲，砂岡被殺害了。經過調查每個人都有很充足的不在場證明，而調查證據也顯示兇手竟是從對面的懸崖開的槍。柯南經過分析后將兇手鎖定在三人之中。

正當少年偵探團在西多摩郡龍神山游玩之時，突然從山上墜落一輛汽車。雖然看似事故，在柯南的提示下警方判斷這個事件不是事故而是謀殺。光彥偷偷的從事故現場拿到寫著暗語的紙條。從寫著暗號的紙片入手，光彥，步美，元太3人一起來到了暗號所指示的地點，在這里他們發現了大量被盜的車輛和先前謀殺案的兇手。

柯南他們接受了委托，決定去解開似乎與穿紅色夾克衫的自殺者有關聯的公文包之謎，在去葵屋旅館的途中，遇見了山村刑警于是一起前往。小五郎等人到達旅館后，卻聽說已經有個自稱“毛利小五郎”的人先到了旅館，不久之后卻發現假冒的小五郎在自己的屋子里上吊死亡了。而在死者的隨身物品中有一份過期的報紙和夾在其中的頭發，在柯南的提示下小五郎解開頭發的秘密慢慢接近真相。

在收集線索時，柯南并沒有像以前一樣提出很多的質疑，反而竭盡全力的反駁服部的推測，之后他們在某個房間里發現了本不該出現在這里的拖把，有了這樣東西，兇手的犯案手法就完全被破解了，但柯南仍然不甘心自己的這種猜測，于是他想要找到能推翻自己想法的證據，然而，事與愿違，越是深究事情就越是向自己不愿承認的方向發展，面對如此不可置信的真相，柯南又該作何選擇？

宇佐美過去曾殺害過被害者的孩子。而喝醉酒的宇佐美對事件記憶不清，這樣為案件辯護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。對疑點懷有疑問的柯南讓小五郎作為辯護方證人再次出庭，進行了新的推理最終指出了犯人的真實身份。美真治的嫌疑終被洗清。