這件兇案的最大疑點就是，兇手從這個亂七八糟的黑暗房間逃跑的時候，居然沒有發出任何聲響，而且門鎖也沒有被破壞的痕跡，由此看來，睡在死者身邊的穗島嫌疑最大，可穗島卻說唐田和根上也都有這間屋子的鑰匙，于是，警方找來這二人進行偵訊，得知案發時兩人都沒有不在場證明，既然如此，嫌疑犯就有三人，這時，警方發現死者身上少了一顆紐扣以及地上的攝影機，查看過影像大家仍未發現有何異常，而那顆不翼而飛的紐扣就成了破案的關鍵。

追蹤光彥而來到群馬縣山中的柯南他們，得知一名連續殺人犯逃入了同一森林中。沿著小河走的光彥與推理中的柯南用偵探徽章呼叫他時，光彥被殺人犯逮著。哀告訴柯南沼淵原來是組織的成員。柯南正要告訴哀光彥來此的目的時，光彥的徽章聲音迫近了。終于在眾人找到光彥的時候驚訝的發現他和光彥在一起！原來兩人都只是為了來看螢火蟲。

在園子的邀請下，小蘭和少年偵探隊來到奧谷湖舉辦的釣魚大賽，還在這里認識了有奪冠資格的鲇川沙織、鱒渕拓也以及擔任自由作家的船木敏彥一行人，在第一天比賽結束后的夜晚，鱒渕和船木似乎為了什么事情在澡堂發生了爭吵，沒想到第二天上午，就在園子等人釣魚的附近，發現了船木的尸體，警方立刻介入調查，水井說半年前也曾有人死在那里，柯南認為這絕不是巧合，而兇手恐怕就是鲇川和鱒渕其中之一。

少年偵探隊在調查連續闖空門事件的時候，一幢公寓里突然傳出女聲尖叫，原來這名叫細野的小姐在買回來的二手沙發里發現了一具女尸，警方懷疑是她就是兇手，但細野卻有不在場的證明，這時，她的鄰居德永先生剛好回來，他說昨天聽到細野房中有爭執的聲音，為搜集更多線索，高木去了那家二手家具店調查，得知那個沙發其實是從細野家附近的垃圾堆撿到的，一切又回到原點，就在大家一籌莫展時，光彥說他知道誰是兇手……

此次幽靈恐慌的第二天，柯南他們下榻的民宅的主人—永倉先生被人襲擊了。永倉先生雖然沒有生命危險，但是犯人是誰卻不得而知。警察以重要參照人為理由帶走了從在進行地球遺產登陸委員會那里派來的缺德調查官川治，但柯南卻發覺這其中不自然的地方，最終少年偵探團的各位找到了真正的犯人并將找出了幽靈少女的真相。