牛迂的死因是喝了摻進氰化鉀的綠茶后中毒身亡。神奈川縣的橫溝警官發現裝著氰化鉀的瓶子翻倒在尸體下。然而牛迂打開了綠茶的瓶蓋后沒人再碰過，因而他斷定這是自殺案件。但柯南卻對此很懷疑。之后柯南發覺元太的舉止很古怪，于是調查三瀨等人的車內垃圾，找到了決定牛迂絕他殺的證據。犯人也最終承認了自己的罪行。

柯南和小蘭遇到了正在辦案的高木警官，對于命案異常敏感的柯南立刻就進入了推理狀態，死者是工廠社長北村，他被人用刀刺向了胸口，警方很快就抓捕了嫌疑人南田，雖然案發當天他來找過北村，但兇器上并沒有發現他的指紋，更奇怪的是，兇器刺入的角度不符合常理，即便如此，警方認定他就是兇手，可是他到底采取了什么犯案手法？

公演不能終止，可是主演蓮華卻還是沒有下落，情況緊急，小蘭自告奮勇決定暫時擔任輝夜姬一角。于是，少年偵探隊出動，他們和玉之助一起幫忙找人，期間還遇到為給歹徒送錢而被打昏的片岡秘書大貫，面對人財兩空的狀況，柯南能否找到蓮華？《竹取物語》又能否完美謝幕？

小五郎受魔術師的冬城幻陽邀請，帶著柯南，小蘭前往舉行表演的米花會館。冬城告訴毛利說團員中的某人打算加害自己。據說最近，在練習中曾2次發生，由于懸掛的器材脫落而險些送命的事情。團員有身為助手的上原美佐和中川千明，影像人員石田一馬，演出家莊司真吾，起重機人員的長谷川實5人。除石田外，其余4人都有所謂加害冬城的動機，而最終在演出時冬城還是發生了意外！

柯南在舊大社車站找到了可以證明江角案發時不在場的目擊證人，幫江角洗清嫌疑之后，福間也不在隱瞞而說出了事情的真相，其實在他到達現場的時候，鱷淵已經死亡，在尸體身邊他發現了江角的項鏈，于是，就出現了兩人互相包庇的戲碼。既然鱷淵并非這對情侶所殺，那么兇手就在藤江和石飛之間，即使他們兩人都有不在場證明，真相也永遠只有一個！