步美有個朋友答應送給她豪華的七段裝飾人偶，因此步美約柯南等人來到此人家中。正巧同幢公寓里住的津曲水貴與古董鑒定師三重芳春也來到這戶人家，希望主人能轉讓一幅價值數千萬的壁畫。女主人觀野節子和繼母彌生拒絕了2人的請求，但就在主人外出后，那幅壁畫失竊了。在警方的調查下少年偵探團的各位發現了現場的些許的不自然的地方!

柯南與少年偵探團與阿笠博士去看足球比賽。在歸途中，遇見在看電視轉播其他比賽的赤野，他毒罵比賽中轉會而遭觀眾噓聲的選手。赤野是上了看球黑名單惡名昭著的狂熱不良分子。然而這個赤野在支持者混雜的電車內被殺害了。在柯南等各位少年偵探團的幫助下警察很快排查出了主要的嫌疑人。而就在此時灰原卻默默的走離人群？

在警方調查的過程中，他們還在下鴨的房間發現了一盤由絹川和輝主演的錄影帶，本來想看看其中有什么線索，不想小五郎和橫溝警官還很入戲的看完了，但柯南卻注意到了被他們所忽略的細節，這時，有鑒識人員說兇手在勒死下鴨之前曾用蓬蓮頭敲打他的頭部，柯南根據這些判斷出兇手是誰以及她所使用的兇器，之后，他又使用老方法將小五郎麻醉，在指示了橫溝警官做好相應準備后，一場精彩的推理就要開始了！

追蹤光彥而來到群馬縣山中的柯南他們，得知一名連續殺人犯逃入了同一森林中。沿著小河走的光彥與推理中的柯南用偵探徽章呼叫他時，光彥被殺人犯逮著。哀告訴柯南沼淵原來是組織的成員。柯南正要告訴哀光彥來此的目的時，光彥的徽章聲音迫近了。終于在眾人找到光彥的時候驚訝的發現他和光彥在一起！原來兩人都只是為了來看螢火蟲。

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。