帝丹高中最近發生了不可思議的靈異事件，小蘭本想拜托小五郎調查卻被拒絕，所以由柯南出馬破解校園靈異事件之謎。期間，小蘭他們還遇到新出醫生，于是一行人在園子的帶領下首先來到了體育館，這里曾莫名的出現了兩年前就已死去的保坂的書桌，接著又來到了詭異的圖書館和導致保坂死去的樓梯，經過一圈查看，柯南已大致明白，就在這時，操場中間突然出現了保坂的書桌……

與黑色組織面對面 滿月之夜的兩起神秘事件(之一)小五郎收到了一個署名Vermouth寄來的萬圣節宴會邀請函，其中還附有一封奇怪的信件，而另一邊，工藤新一也受到了同樣的邀請，可其中的信件卻是寄給柯南的，這或許與黑暗組織相關，雖然灰原極力阻止，但柯南依舊堅持前往。宴會當晚，各種“鬼怪”齊聚一堂，小五郎，園子以及木乃伊、美杜莎、狼人、鐘樓怪人被分為一組，自稱是工藤新一的隱形人也加入了他們，在幽靈船船長的主持下，瘋狂的恐怖宴會正式開始！

小蘭去找新娘香取茜草時，卻發現休息室內空無一人，于是柯南和小蘭等人分頭行動。根據那張繡球花的照片，柯南在噴泉的雕像上找到了丟失的紅寶石戒指，可是茜草依舊不見蹤影，小蘭和園子在風車木屋附近找到了茜草的一只高跟鞋，便斷定她一定是被人綁架了，這時，時鐘響起柯南聽出了其中的怪異，便循著聲音找到了茜草，可茜草卻說真正有危險的是阿妙婆婆……

帶著小蘭抽到的一張餐飲招待券，柯南一行人來到中華街的一家餐廳，并在那里與剛結識的幾名電影相關人士同一桌吃飯，只是沒有想到坐在柯南旁邊的川端突然毒發身亡，之后，警方介入調查但并未從川端的衣物上檢查出毒物反應，反而從他使用的盤子和毛巾上測出毒物，警官便因此懷疑坐在死者身邊的小五郎。而另一邊，身體不適的小蘭也不知所為何事而心事重重。

此次幽靈恐慌的第二天，柯南他們下榻的民宅的主人—永倉先生被人襲擊了。永倉先生雖然沒有生命危險，但是犯人是誰卻不得而知。警察以重要參照人為理由帶走了從在進行地球遺產登陸委員會那里派來的缺德調查官川治，但柯南卻發覺這其中不自然的地方，最終少年偵探團的各位找到了真正的犯人并將找出了幽靈少女的真相。