女性實業家兒島郁子在家中被殺，死的時候她身著睡衣臉敷面膜，在這個案件中有三名嫌疑人，TM證券營業所的警衛泉、死者的女兒千尋以及尸體發現者吉岡，他們都曾在死者生前與她見面，泉可以暫時排除嫌疑，因為案發時他正好碰見小五郎，可千尋卻說他有殺人動機，三名嫌疑人陷入了互相揭露動機之中，「兇手的指針」在他們三人徘徊，可真相只有一個。

委托人為表示感謝，招待小五郎三人溫泉旅行，他們在搭乘湯之山縣的列車上，遇到了兩名爭吵的醫生佐藤、伊達，期間伊達曾生氣離開。換乘休息的途中，警察在與湯之山線列車路線基本相同的花之街線列車上發現尸體，柯南洞察到伊達神情怪異有犯罪嫌疑，可他是怎么樣在兩趟不一樣的列車上游走殺人的？

柯南和伙伴們去美術館時撿到了一張畫有奇怪符號的紙，大家自行成立少年偵探團去調查這些暗號，按照符號的指示先到達東京塔，在周圍展開偵查卻一無所獲，休息的時候步美的新發現為柯南找到破解暗號的出口，大家一路尋找從東京鐵塔到南部水族館的標記，然而，事情并非那樣順利，柯南能破解暗號嗎？暗中跟蹤少年偵探團的黑衣人又是誰？

這時，二樓傳來老師們的慘叫，柯南和小蘭跑上去發現下田被人勒死，柯南立即開始找兇器，但并未找到，唯一能確定的是，兇手就在中村、米原和坂井之間，接下來的搜尋中，柯南在下田脖子上發現了頭發，兇手就是那個人！可是該通過誰之口揭穿兇手呢，園子昏睡不了解案情，正值苦惱之時，他想到以工藤的的身份讓小蘭用便攜電話說出真相，而小蘭卻在得知真相后痛哭不已。

小五郎的師傅塩田，在劇院找到了處理威脅事件的小五郎，而此時，他們正趕上女主角祥子和男主角宇田彩排一出殉情的戲碼，可祥子卻在演戲中被真正的毒殺，當所有的嫌疑都指向和水杯有關系的館岡和中山時，塩田卻搖頭否認，期間小五郎意外受傷而離開。思考陷入瓶頸的柯南，從塩田突然談起的芥川龍之介的《蜘蛛絲》得到啟示，找出了兇手。