身體變小后柯南轉入帝丹小學，并結識了步美、光彥和元太。某日，明星洋子來到毛利偵探事務所，說總感覺有人暗中監視她，為了更進一步了解真相，毛利一行人來到洋子住處，可開門后居然有具死尸橫在門口，期間柯南發現了另一名演員優子的耳環并且還注意到洋子的經紀人山岸神態怪異，洋子、山岸、優子到底誰才是真正的兇手。

委托人為表示感謝，招待小五郎三人溫泉旅行，他們在搭乘湯之山縣的列車上，遇到了兩名爭吵的醫生佐藤、伊達，期間伊達曾生氣離開。換乘休息的途中，警察在與湯之山線列車路線基本相同的花之街線列車上發現尸體，柯南洞察到伊達神情怪異有犯罪嫌疑，可他是怎么樣在兩趟不一樣的列車上游走殺人的？

柯南離開時雖交代元太他們把追蹤眼鏡交給警方，但想要立功的偵探團卻私自行動，并利用眼鏡找到柯南的位置，正要打電話報警的時候被歹徒發現。眼看就能將TWO-MIX解救，柯南卻因元太等人的綁架，再度落入敵人手中，他戳穿歹徒想要練習帶的目的后，歹徒惱羞成怒點燃屋內的汽油，柯南等人能否成功逃脫？

打棒球時，元太不小心傷到一名流浪畫家，送到醫院檢查才知道他失去了記憶，后來畫家悄悄離開。幾日后，畫家的尸體被發現，為調查真相，少年偵探團出動，他們按照畫家的素描找到了一戶叫早瀨的家中，主人熱情招待這群孩子，柯南留意到這位夫人丈夫的遺像和死者很相像，進一步調查后，他將銀杏、窗戶、燒焦的痕跡、帶眼鏡的被害者、墻壁上的畫串聯起來，沒錯！兇手就是她。

這天小五郎把打同樣喜歡麻將的肥田叫出來打麻將，可左等右等肥田都沒出現，于是決定到肥田的金融公司去看個究竟。當他們到達肥田的住所時卻發現肥田已經死亡！在詢問死者習慣的時得知肥田有把錢弄成扇形并舔手指數錢的習慣，而小五郎根據這個判斷兇手就是飯野。但在勘察現場之后柯南推理出犯人并不是飯野而是另有其人。最終在鐵證面前兇手承認了自己的罪行。