柯南等人在來自英國的戴安娜女士的邀請下一起前往倫敦旅行，為了通過關卡，柯南利用灰原的藥暫時恢復工藤新一的身份。到達英國后，柯南興奮的來到福爾摩斯博物館參觀，期間遇到了著名網球選手格拉斯的弟弟阿波羅，柯南以福爾摩斯徒弟的身份從他的口中得知有一名可疑男子給了他一張奇怪的字條，并告訴他將有人死在他的面前，這個男子的目的是什么？字條的內容又有何含義？

迷路的小五郎、柯南和小蘭來到了一棟怪異的房子，在這里他們結識了雅原煌的影迷，為召喚一年前死于意外事故的偶像，這些人正準備舉辦降靈會，因為影迷俱樂部之間流傳著小煌小姐詛咒的傳聞甚至還發生了殺人事件，于是，大家企圖通過降靈會來探究其原因。雖然降靈會期間發生的怪異現象都是作假的騙局，但是柯南卻發現小煌小姐之死似乎另有隱情，當晚深夜，在舉辦降靈會的冥想之室，參加者之一的歌倉晶子被殺害。

為了讓扭傷腳的柯南療養腳傷，大伙兒一起來到城崎溫泉，然而，小蘭卻突然失蹤，柯南從光彥他們所拍的照片上看到小蘭和一個小女孩在一起，同時照片上還出現了一個行蹤可疑的男人。這時，柯南他們遇到了服部，他受人委托前來找一個叫陽菜的女孩，而她正是和小蘭在一起的那個孩子。據陽菜的父親周平所說，在陽菜失蹤的同時他美術館里的展品彩虹之子也不翼而飛。就在大家四處進行尋找時，陽菜和小蘭遇到了危險。

日賣電視臺的特別節目《全國小島先生選手權大賽》即將開始，冠軍將會贏得一千萬元的獎金和一幅價值不菲的水墨畫軸，幸運的是元太的父親經過層層篩選獲得了參加決賽的資格，然而，就在比賽開始之前，主辦者小島權作不知被誰推下了樓梯因而導致死亡，其中能夠使用這個樓梯的人就只有進入決賽的三名小島先生，元太的父親也成為了嫌疑人之一，問題的關鍵是到底誰才是元太的爸爸？

就在步美、元太他們因為明天看不到期待的球員上場而唉聲嘆氣時，結識了一個名叫代田恭三的男人，他將對明天無限憧憬的正能量傳達給了少年偵探團，大家也因此變的積極起來，但柯南卻察覺到這個人的異常，果不其然這個看似充滿希望的人卻企圖臥軌自殺，這到底是為了什么？小蘭誤接了“紅色長袖t恤之謎”的委托，于是，柯南和小五郎一起去百貨公司會見委托人，不想卻在這里遇到……