小五郎受學(xué)生時(shí)代認(rèn)識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！

柯南在死者村西真美家發(fā)現(xiàn)了四處疑點(diǎn)，在少年偵探隊(duì)的提醒和暗示下，高木終于知道了案件的真相，大家找到真兇用證據(jù)讓他承認(rèn)罪行。而另一邊，杯戶美術(shù)館則即將在市民的矚目和阿笠博士的熱帶彩虹炸彈中爆破，可佐藤警官和東田還在美術(shù)館內(nèi)，情況危急，佐藤警官真的會葬身美術(shù)館嗎？

次日，暮目警官來到石本的公司詢問案件，石本說出了自己曾被平岡威脅的事，本以為案子就以認(rèn)定平岡為兇手了結(jié)的時(shí)候，躲在社長室的柯南發(fā)現(xiàn)曾與幸子見面的男子從屋子里拿走了一個(gè)遙控器，而這名可疑男子其實(shí)是幸子的男朋友柴田健一。小五郎讓所有案件相關(guān)人員來到派對現(xiàn)場并說柴田就是兇手，可由于他的錯(cuò)誤判斷，柯南只好再次將他麻痹以找出真兇。

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)。

服部平次邀請柯南與毛利和小蘭來大阪參觀旅行，一行人在旅行途中遇上一件離奇墜樓死亡事件。而這與之前的殺人案有著驚人的相似，疑似連續(xù)殺人案件。在柯南與平次對案情細(xì)心的推敲下發(fā)現(xiàn)整個(gè)案情指向一位女關(guān)系人，而就在這時(shí)她卻慘遭滅口，案情越趨險(xiǎn)。