在某頒獎(jiǎng)典禮上，攝影師柳瀨因抓拍到火災(zāi)現(xiàn)場而獲獎(jiǎng)，但記者中井突然說了一些莫名其妙的話，還往柳瀨身上撒了石灰粉。之后，中井給事務(wù)所打來電話，說自己將要被殺但話還沒說完就被迫中斷，柯南匆忙趕到時(shí)，中井的家中已經(jīng)失火，巧合的是，柳瀨就在對(duì)面拍照片，柯南知道這是有人蓄意為之，他請(qǐng)阿笠博士幫忙找到證據(jù)后，在節(jié)目的錄制現(xiàn)場借小五郎之口揭露真相。

小五郎受學(xué)生時(shí)代認(rèn)識(shí)的房東太太宗田光江之托，開導(dǎo)她最近不知為何事而消沉的孫子阿真，數(shù)次敲門無人回應(yīng)，光江用備份鑰匙把門打開，卻發(fā)現(xiàn)屋內(nèi)一片狼藉，而且墻壁上還涂滿了用紅色蠟筆畫的線，大家在浴室發(fā)現(xiàn)了割腕而死的阿真，光江讓柯南找來醫(yī)科大學(xué)的房客城戶，但已經(jīng)為時(shí)已晚，小五郎斷定這是自殺案件，但光江和柯南卻認(rèn)為是被人抹殺，這時(shí)，大家注意到了在建筑模型里的鑰匙，也就是說這是密室殺人事件！

學(xué)校里最近發(fā)生了很多詭異的事情，而且教導(dǎo)主任在沒請(qǐng)假的情況下也消失了好幾天，當(dāng)柯南向老師和校長問及此事時(shí)，大家也都避而不語，為調(diào)查真相少年偵探團(tuán)夜探帝丹小學(xué)，附有學(xué)生名字的娃娃，移動(dòng)的人體模型，窗戶后面的黑影，樓梯上的煙霧和扶手上的紅色顏料，以及自己班級(jí)里突然出現(xiàn)的十幾個(gè)黑影，雖然這一切看似撲朔迷離，但是真相只有一個(gè)。

前往洋子演唱會(huì)的途中，小五郎弄丟了門票，這時(shí)，碰巧遇到了一個(gè)叫青島全代的小姐，她表示如果能接她妹妹聽演唱會(huì)，就愿意把多余的門票讓給小五郎。當(dāng)大伙兒到全代的家時(shí)發(fā)現(xiàn)她的妹妹美菜在一個(gè)密閉的浴室中狀似自殺死亡多時(shí)，這個(gè)浴室的門窗縫隙全部從內(nèi)部用膠帶貼住，經(jīng)過鑒識(shí)膠帶上只有美菜一個(gè)人的指紋，雖然警方認(rèn)為這是自殺案件，但種種疑點(diǎn)表明這絕對(duì)是謀殺。

阿笠博士以少年偵探團(tuán)為對(duì)象進(jìn)行了一場尋寶之旅，舞臺(tái)就是阿笠博士的叔叔住的一個(gè)別墅，但在他叔叔過世的50年來，這棟本不該有人進(jìn)出的別墅卻發(fā)現(xiàn)有人來過的痕跡，他們還找到了一系列由月亮、星星和太陽組成的古怪暗號(hào)，連博士事先藏好的玩具也被人用刀劃壞，這幢別墅一定暗藏玄機(jī)。