小蘭、園子和柯南三人滑雪時，意外的碰到小蘭的小學老師米原等人，并在他們的邀請下住進了滑雪別墅里，當晚，園子和米原被人襲擊，之后還發現了遲到的杉山被人勒死的尸體，他們三個人手上分別寫著「美」「奈」「子」三個字，看到這些字下田回到自己房間躲起來，柯南和阿笠博士聯系后得知三年前杯戶小學發生過自殺案件，當時自殺的學生就叫望月美奈子。

小川醫生這兩年來不斷收到未署名的錢和玩具，實在是不知道來歷，于是前往毛利偵探事務所求助。在柯南的提示下小五郎推理出玩具其實是中古品，而小蘭也因此開始懷疑起柯南的身份。在前往小川醫生工作的醫院調查過程中看到柯南翻閱病例的小蘭對柯南的懷疑也進一步加深。最終柯南在千鈞一發之際成功解救了小川醫生的孩子。而柯南也成功化解了小蘭的懷疑。

柯南、小蘭和小五郎碰帶了一個深情恍惚的少女，送去醫院檢查后，醫生說少女暫時失去記憶，幾人從僅有的信息中找到了她所住的飯店，柯南不停的詢問讓少女頭疼而跑出酒店，突然有一輛汽車迎面開來，但少女靈敏被避開，調查過程中柯南發現這名女子身手矯健總能避開危險，她到底是什么人？為什么總遭到襲擊？

米花博物館將要舉辦珠寶展，園子家的「黑暗星辰」也要參展，可在此之前，園子家收到了一封來自怪盜基德的盜取通知信，柯南解開通知信的暗號后來到杯戶市立飯店屋頂，基德在月色中憑空到來，將警方內部搞的一團糟后，順利逃跑，并留下通知信說他定會盜走「黑暗星辰」。宴會當天，園子的母親給上船的每個人都發了一顆黑珍珠，混淆視聽，可基德手法更高一籌，他偽裝成了鈴木會長登上船只。

小五郎骨折住院，某天夜晚他看到對面的房間有殺人的黑影，匆忙趕去后，卻發現屋里什么都沒有，接下來的幾天，發生了同樣的事情，主治醫師白井說可能是因為疲勞而產生的幻覺，但柯南卻認為事件沒那么簡單，他陪夜的當晚也看到了殺人場景，兩人一起跑出去，當他趕到小五郎身邊時，卻發現小五郎已昏倒，旁邊還躺著已經死去的江藤醫生，小五郎就這樣糊里糊涂的成了「殺人兇手」……