對(duì)三天后即將失效的殺人案兇手不斷發(fā)出挑釁言論的犯罪心理學(xué)家平棟堂次，在自己家中遭到殺害，兇手在他的背上刻下了Z字型傷痕。為找尋更多的線索，柯南等人跟著高木警官來(lái)到了二十年前的受害人家中詢問相關(guān)案情，雖然只得到了零星線索，但柯南卻將它們串聯(lián)起來(lái)并發(fā)現(xiàn)了共同點(diǎn)，那就是這四名被害者或許是一起打麻將的牌友，于是，高木和柯南等人決定順藤摸瓜，逐一調(diào)查他們可能去過(guò)的麻將館。

警察在案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)筆記本，上面以流動(dòng)日記的形式寫著這四名死者害死甲斐先生的秘密，根據(jù)這個(gè)筆記本，大和警官推測(cè)兇手就是因?yàn)閮?nèi)疚而動(dòng)手殺人的繁次。但是還有疑點(diǎn)并未解開，于是，柯南和服部?jī)扇嗽俅蝸?lái)到了綾華的死亡現(xiàn)場(chǎng)，并從一名警察那里聽到了關(guān)鍵的線索，兇手就是……

柯南他們很快就找到了被害者們常去的麻將館，并從老板那里得知，曾有一個(gè)叫鬼保獨(dú)郎的人與平棟堂次發(fā)生過(guò)沖突，抓到嫌疑犯后，高木警官便前去找曾聽到兇手聲音的鍋井永貴做指認(rèn)，沒想剛進(jìn)門就被人打昏。另一邊，柯南因?yàn)椴矫酪痪渫嫘υ?，突然想通了Z的含義并說(shuō)兇案早在十五年前就結(jié)束了，此次兇案的發(fā)生不過(guò)是模仿犯所為而兇手就在被害者的家屬之中。

柯南在和阿笠博士，步美等人一起去酒店吃自助餐的時(shí)候，將事情的來(lái)龍去脈全部告訴了灰原，沒過(guò)一會(huì)兒，高木警官趕來(lái)辦案，柯南詢問后得知這家酒店里的一家藝人事務(wù)所社長(zhǎng)被人槍殺，在他的提醒下，警察抓到了三名有嫌疑作案的人，而其中一名竟然是FBI的搜查官卡梅隆，因?yàn)椴荒鼙┞渡矸?，所以他接受偵訊時(shí)支支吾吾的表現(xiàn)更顯可疑，于是，柯南打電話給茱蒂老師讓她前來(lái)解圍。

柯南和灰原把撿到的貓還給飼主石上時(shí)，對(duì)面的高利貸事務(wù)所發(fā)生了命案，死者正是事務(wù)所的老板，他的后腦勺因遭到招財(cái)貓的重?fù)舳?，柯南發(fā)現(xiàn)吸塵器的集塵袋被人拿走，并且還在沙發(fā)下找到了招財(cái)貓的爪子，警方將出現(xiàn)在現(xiàn)場(chǎng)的村井千佳小姐帶來(lái)，一番詢問，村井承認(rèn)了自己的罪行，就在警察準(zhǔn)備帶走犯人時(shí)，柯南將小五郎麻醉道出了這件命案的真兇！