高中生偵探工藤新一與毛利蘭、鈴木園子，一起到電影導演永田彰宏的別墅玩。當永田以指導演技為理由，與新進女演員沙織熱吻時，永田的妻子，同樣也是知名女演員的知里突然現身，而且還突然打了沙織一巴掌，於是兩人開始產生激烈口角。為了要緩和氣氛，永田邀請大家一起喝紅茶...

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？

小蘭的同學直子被綁架，當歹徒發現有警察時，便放棄交易開車沖進海里，直子再次下落不明，直子父親的秘書花井很是擔心。某日，小五郎突然接到不要在調查此事的要求，柯南察覺事有蹊蹺，暗暗潛入直子家后聽到了花井和直子爸爸的談話，原來直子的爸爸再次接到歹徒電話，但他卻不愿花五億保女兒的性命，這讓花井很生氣，柯南躲在后備箱里，跟著他們來到交易場所，見到了所謂的「歹徒」。

身體變小后柯南轉入帝丹小學，并結識了步美、光彥和元太。某日，明星洋子來到毛利偵探事務所，說總感覺有人暗中監視她，為了更進一步了解真相，毛利一行人來到洋子住處，可開門后居然有具死尸橫在門口，期間柯南發現了另一名演員優子的耳環并且還注意到洋子的經紀人山岸神態怪異，洋子、山岸、優子到底誰才是真正的兇手。

這天小五郎帶著小蘭和柯南到外面吃完飯時巧遇大學時代的同學大村。因為有事商量他們一同到了大村的公寓。在屋里喝茶說話時，窗戶玻璃突然碎了而在樓下的馬路上突然有個男人倒地身亡。在警方調查下發現死者生田是在和同學聚會的途中出去后死亡的。而在勘察了現場之后柯南發現了犯人使尸體自動摔下的手法并以小五郎的聲音揭露了犯人的犯罪手法。犯人最終承認了罪行并坦白了自己殺人的原因。