來到熊本阿蘇火山旅行的柯南等人不幸卷入了事件，盜取熊紋食品機密資料的犯罪嫌疑人試圖取回贖金時被步美打斷，藏有機密隨身碟的熊本熊玩偶陰差陽錯到了小男孩賈斯丁手中，與賈斯丁有過一面之緣的柯南等人好不容易才找到了他的線索，但卻被犯人搶先了一步，現在丟失的不只是機密文件，連同賈斯丁也被綁架了。

少年偵探團對于賈斯丁的事件還是非常在意，偷偷溜出來的他們和柯南一起展開了調查，聰明的賈斯丁并沒有坐以待斃，顯眼的他四處留下關于自己的信息，而柯南根據這些信息終于找到了他。犯人終于被捕，但事件卻還沒有結束，熊紋公司的社員井上先生有著太多的疑點，柯南能感覺到這件事情還不止這么簡單。

警方、柯南以及公車上遇到過的偵探世良真純一起進入別館進行調查，他們在二樓發現了帶有釣魚線的電動輪椅，在死者墜落的六樓發現了窗戶下方的油漆和油桶，加之別館使用的是前后各有一扇門的電梯，將這些線索全部串聯起來之后，柯南發現兇手就是那個人！世良先柯南一步破解案件并場景重新，然而結果卻并非大家所期待的那樣，人偶并沒有墜樓，到底是哪里出現了錯誤？

社長夫人就好像是在簽名的時候被默默溜進來的幽靈毒害了一樣，就像是寄給服部奇怪信件的人類擅自虛構出來的不正常的存在所下的毒手。門把和拖鞋上所撒的毒粉只是掩人耳目的手段，而饑餓的玉郎也是因為賈斯特羅錯覺選擇了有毒的蛋糕，和高木警官的對話后柯南和服部已經知道了兇手的辦案手法，但他們現在依然缺少決定性的證據。

柯南一行人在阿笠博士的陪同下一起去山上露營，在柯南和博士前去買東西時碰巧遇到了世良真純。另一方面，在山上撿拾柴火的灰原等人碰到了正在掩埋尸體的可疑人物，無法與柯南聯系的他們只能逃到了山中的小木屋內，但讓他們沒想到的是這里便是兇案的事發現場，在柯南等人開始調查三個有嫌疑的人時小木屋卻燒起來了。