與黑色組織面對面 滿月之夜的兩起神秘事件(之三)卸掉偽裝后，工藤新一出現在滿月之下，在眾賓客吃驚之余，他也開始了對整件案子的推理。他首先排除了木乃伊的嫌疑，并利用搜集來的線索一步步的將真兇以及他的手法公之于眾，沒錯，兇手確實與小五郎一組，他就是……另一方面，看到灰原被茱蒂帶走，新出醫生便尾隨其后，車子一直開到碼頭，茱蒂下車揭露出他的真實身份，而這個人就是寄信給柯南和小五郎同時也是她殺父仇人的蓓摩特。

步美偶然撞上的殺人魔在逃。根據在她手上留下的痕跡，柯南和佐藤警官確定了犯人所乘車輛的車種，之后緊急拘捕了3名嫌疑者。因為犯人可能持有沾血的鑰匙，柯南推測鑰匙孔里會有血便請求測試熒光反應，但是竟然都沒有檢測出反應！就在這時柯南發現了犯人躲避檢測的發法，在柯南的協助下警方終于逮捕了犯人。

為調查鬼屋真相搜集更多的線索，柯南和小五郎一起對這棟公寓的其他三位住戶進行詢問，四谷和番町的房間里都擺滿了各種恐怖碟片以及會發光的鬼怪塑像，而另一位叫牡丹的研究生則是名絕對的無神論者，調查期間，總有飛蛾圍繞在他們身邊，這讓柯南靈光一現，沒錯，這些恐怖現象確實是人為的，并且這還與四年前那具死在公園里的女性焦尸相關，而兇手就是他！

小五郎受邀帶著柯南與小蘭造訪知名畫家早河靜山的別墅。他的地址黑木次郎拜托小五郎激勵自殺未遂的靜山。次日，小五郎等留下靜山和黑木去海邊釣魚，而傭人山本典子聯系他們說靜山留下手書失蹤了。很快，在竹林中發現了靜山的遺體。發覺自殺有可疑之處的柯南剖析事件真相發現他殺的證據和犯人的真實身份！

警方對鱒渕進行偵訊，而當時他卻并沒有不在場證明并且之前他曾與船木發生過爭吵，所以警方認定他就是兇手。另一邊，少年偵探隊也展開了調查，柯南注意到來往這里火車，認為發現尸體的地方并不是案發的第一現場，于是大家順著軌道，找到了船木的照相機，并且從附近警衛的口中得知鲇川也曾來過大橋，可是，如果兇手真的是她，那她殺害船木的動機以及她的手法到底是什么？