白鳥警官記憶中的少女小林老師在煙火大會的夜晚目擊了一場謀殺案件，作為證人的她向白鳥警官提供了三條線索即兇手和死者爭執的聲音、疑似搬家公司的貨車以及兇手的背影，在警局接受偵訊的期間，小林老師無意中得知白鳥警官曾追求過和自己很像的佐藤警官，這個消息沉重打擊了小林老師，難道自己只是佐藤警官的替身？抱有這樣想法的她該如何面對白鳥警官。

阿笠博士帶少年偵探團來到一家位于箱根的溫泉旅館，那里正好在進行《血殷殺手》系列最新作品的拍攝，因此，大家結識了劇作家鐵山巖治、女主角名取深汐、經紀人丹沢純作以及男主角寺堂云平。次日，元太他們一起去湖上露天溫泉的時候，卻在女湯發現了鐵山巖治的尸體，從現場來看兇手應該是在發案之后趁機混入了騷動之中，調查之后，警方將嫌疑鎖定在深汐、丹沢、寺堂三人中。

柯南被小五郎拜托照顧一個叫圣誕的兩歲孩子，因為他的媽媽石川茂子最近總是被不明人士跟蹤，于是小五郎暗中進行保護，沒想到在茂子幫清潔公司送衣服是時候被人綁架，為解救人質尋找更多的線索，柯南和圣誕來到他的家里進行調查，在一片狼藉的屋內柯南發現了鳥的羽毛，這一定是從歹徒身上掉下來的，之后，他和圣誕一起展開了行動，最終柯南找到綁架犯，而這一切竟然是一場無聲的誤會！

來到倫敦的柯南不小心以新一的身份向小蘭暴露在倫敦的事實，而此時柯南喝下了回國用的解毒劑暫時以新一的身份出現！在繼續調查的過程中小蘭從以前新一說過的話中得到啟發發現了人偶的秘密。而之后通過與新一電話中發現了更多的線索。這時小蘭和小五郎碰到了米奈芭小姐，在米奈芭和弟弟阿波羅的協助下小蘭留在教堂的紙片，而上面寫著的就是接下來的線索。

來到野營地拍攝宣傳片的話題演員宮坂被殺害，而兇手就在野營地之中。而與宮本有正面沖突的山本，沖田和冴子嫌疑重大。就在柯南去勘察犯罪現場之時，美妃看到鷹山從窗邊逃走，就在眾人追尋鷹人來到懸崖之時發現鷹人已經墜崖身亡！而就在看了沖田的錄像后柯南發現了兇手的犯罪手法，犯人最終也承認了自己的罪行。