對三天后即將失效的殺人案兇手不斷發出挑釁言論的犯罪心理學家平棟堂次，在自己家中遭到殺害，兇手在他的背上刻下了Z字型傷痕。為找尋更多的線索，柯南等人跟著高木警官來到了二十年前的受害人家中詢問相關案情，雖然只得到了零星線索，但柯南卻將它們串聯起來并發現了共同點，那就是這四名被害者或許是一起打麻將的牌友，于是，高木和柯南等人決定順藤摸瓜，逐一調查他們可能去過的麻將館。

赤井秀一按照約定來到會面地點，水無憐奈也早已等候在那里，她拔槍直接射穿秀一的肺部，之后又按照今恩的指示朝他的頭開槍，這時，巡邏警車趕來，水無憐奈在留下一枚炸彈后匆忙離開。當FBI得知消息后，爆炸的車內只剩下一具燒焦的尸體，在不暴露秀一身份的情況下，茱蒂確認了那具尸體確實是赤井秀一，雖然損失巨大，卻保住了水無憐奈。

警察在案發現場發現了一個筆記本，上面以流動日記的形式寫著這四名死者害死甲斐先生的秘密，根據這個筆記本，大和警官推測兇手就是因為內疚而動手殺人的繁次。但是還有疑點并未解開，于是，柯南和服部兩人再次來到了綾華的死亡現場，并從一名警察那里聽到了關鍵的線索，兇手就是……

沒過多久本堂瑛佑再次找到小五郎說他在網上發現了一件有趣的事情，于是就把他們帶到了鳥矢町，沒想到竟然在這里遇見了高木和目暮警官，他們正在調查一起兇殺案，死者是住在附近的船本太太，就在大家詢問案情的期間，船本家的兒子透司說兇手是一個穿著黑衣服的外國女人，難道是黑衣組織？這時，柯南突然想起這個小男孩就是曾出現在水無憐奈車禍現場的人。

在找到的眾多刀具中，并沒有發現婆婆半夜所打磨的刀，并且阿笠博士發現自己帶來露營用的錘子也不見了蹤跡，就在柯南思考兇手為何拿走錘子時，步美正準備向魚缸里倒水，他也由此而注意到了水位的下降，斷定兇器就在魚缸中，那么兇手就一定是他！期間，柯南還發現了婆婆幾十年前就離家的孫子翔太，許久未見，孫子又會以什么樣的表情面對婆婆呢？