阿笠博士帶著少年偵探團到深山里挖竹筍的時候，車子突然出現故障，柯南等人被迫留在深山之中。為了避雨而來到這里別墅區的少年偵探團被一陣鋼琴聲所吸引，于是，大伙兒進入這棟別墅，雖然這里有人生活的痕跡卻沒有看到半個人影，而且留在現場的日記還寫著可怕的內容，之后大家決定找出日記中出現的被綁架男孩，這時，屋內突然停電，伴隨著少年偵探團的恐慌鋼琴聲再次響起。

日賣電視臺的特別節目《全國小島先生選手權大賽》即將開始，冠軍將會贏得一千萬元的獎金和一幅價值不菲的水墨畫軸，幸運的是元太的父親經過層層篩選獲得了參加決賽的資格，然而，就在比賽開始之前，主辦者小島權作不知被誰推下了樓梯因而導致死亡，其中能夠使用這個樓梯的人就只有進入決賽的三名小島先生，元太的父親也成為了嫌疑人之一，問題的關鍵是到底誰才是元太的爸爸？

這天園子和小蘭帶著少年偵探團的孩子們來到孤島上，問此事正好碰到電視劇的拍攝。而導演和主演則是之前的話題演員宮坂裕彌，而攝影助理沖田則被迫作為替身完成危險的跳崖的鏡頭。這時因為下雨拍攝被迫中斷，劇組人員回到了酒店。就在眾人在酒店休息時發現宮坂被刺身亡！而犯人就在野營地的幾人之中！

警察并沒有在三個嫌疑人的家中發現有同款紐扣的衣服，而且在三天的酉日集市期間，他們都有無法連續犯案的證明，這時有消息說被害人益子蘇醒，然而他卻表示自己完全不記得在昏倒前所留下的線索。因為掌握不到確實的證據，警察只好讓嫌疑人先行離開，柯南推理遭遇瓶頸，這時，小蘭、園子和小五郎的談話給了他啟示，兇手就是那個人！

柯南并沒有從步美找到的照片中發現重要的線索，便將破案的關鍵再次鎖定日記，仔細反復查看之后，柯南發現了其中的端倪，于是，他再次來到琴房確認自己的發現，沒想到步美等人放在門口的背包不翼而飛，而且大家還注意到了鋼琴旁邊凳子的變化，一切如柯南所料，他讓步美、元太和光彥等人高唱歡快的歌曲，果然將躲在黑暗中悄悄觀察他們的人揪了出來。