為找尋更多的線索，服部向胴口詢問起袴田與垂見之間的恩怨，不想他卻避而不答反而找來袴田教訓服部，之后他又遇到了當時在二館外的學生，據目擊人說所，案發時他們曾看到一個頭戴面具，身背護具袋的人進出這里，聽到這些證詞之后，服部終于知道了兇手是誰以及他所使用的手法，而此時，柯南等人也趕到了比賽會場，聽了警察對案情的描述之后，柯南急忙趕往服部所在的二館倉庫，卻發現服部早已將兇手制服。

為陪園子買東西，柯南和小蘭來到一家百貨公司，可小五郎卻莫名奇妙的被牽扯進目暮警官等人為引誘歹徒現身而設下的圈套，之后，目暮警官表示他們正在調查一起連續的毆打婦女案，柯南在這些受害人的照片中發現她們都是這家百貨公司客人的這一共同點，這時，小蘭卻在百貨公司的地下停車場發現了一名女性的尸體，雖然目暮警官立刻進行辦案，但柯南卻發現他與平常有所不同。

當大家趕到神像處時，榮造早已氣絕身亡，聞訊趕來的警察也迅速介入調查，當前唯一可以確定的是，兇手就在當時搭乘纜車的人之中，柯南注意到了山下的工人休息室便趁大家不注意的時候跑去調查，卻在這里發現……有了這樣東西，一切謎題迎刃而解，他提出讓大家再次搭乘纜車以場景重演的建議，并麻醉小五郎說出了事情的真相。

阿笠博士帶柯南和少年偵探團去伊豆的海水浴場游玩，無意中聽到了當地的漁夫下條和吉澤與新加入的漁夫荒卷的爭吵，雙方還約定晚上8點餐廳里見。但荒卷卻遲遲沒有出現最后被發現死在了沙灘上。在現場調查之時柯南發現船上留下的紐扣的疑點，而死者滿是劃痕的手機使柯南發現了犯人的真實名目，但是犯人的殺人動機又是什么呢？

神秘女子池波女士尋找的中學同學柴田手里握著照片被殺，小五郎等開始向相關者訊問而柯南也弄明白了柴田手握照片的含義。“沉睡的小五郎”當眾點破了池波女士的眾多謊言但卻判斷兇手另有其人。而兇手留下的鐵證就留在罪犯的手上，鐵證面前犯人最終承認了罪行，但在犯人準備自我了結的時候被池波攔下，而池波女士的身份也最終揭曉。