少年偵探團，在機緣巧合下和最受歡迎組合TWO-MIX的主唱高山美奈美一起吃飯，高山為找搭檔永野椎菜，一人跑出了演唱會的會場。后來在餐廳外，歹徒當著柯南的面將高山推入車中綁架，他們要求少年偵探團拿著TWO-MIX最新的歌曲練習帶去交換人質，歹徒在電話里讓少年偵探團把警察甩掉并讓步美一人前去，于是柯南和步美調換身份。

小川醫生這兩年來不斷收到未署名的錢和玩具，實在是不知道來歷，于是前往毛利偵探事務所求助。在柯南的提示下小五郎推理出玩具其實是中古品，而小蘭也因此開始懷疑起柯南的身份。在前往小川醫生工作的醫院調查過程中看到柯南翻閱病例的小蘭對柯南的懷疑也進一步加深。最終柯南在千鈞一發之際成功解救了小川醫生的孩子。而柯南也成功化解了小蘭的懷疑。

小五郎的師傅塩田，在劇院找到了處理威脅事件的小五郎，而此時，他們正趕上女主角祥子和男主角宇田彩排一出殉情的戲碼，可祥子卻在演戲中被真正的毒殺，當所有的嫌疑都指向和水杯有關系的館岡和中山時，塩田卻搖頭否認，期間小五郎意外受傷而離開。思考陷入瓶頸的柯南，從塩田突然談起的芥川龍之介的《蜘蛛絲》得到啟示，找出了兇手。

城中美術館冒出中世紀盔甲會自己走路的傳聞，引起了小蘭濃厚的興趣打算一探究竟，沒想到卻意外地發現美術館在一周后即將關閉。而購買美術館的購買者真中計劃將這里改造成酒店。小蘭一行在參觀地獄館的過程中發現真中被釘在墻上，而在回放錄像的時候發現竟然是展覽的盔甲將真中殺害！但在回放了錄影帶和勘察現場之后柯南發現了犯人的犯罪手法并找出了真兇。

柯南和小蘭受邀請一起去參加初中老師松本的婚禮，沒想到婚禮還沒有開始老師就被人蓄意下毒而生命垂危。松本老師有一個習慣，就是非常喜歡喝檸檬茶，因為那是她小時候的初戀情人最常拿給她喝的飲料。而犯人正是在檸檬茶里下毒來毒害松本的。在觀看了錄像之后柯南發現了犯人的目的，最后柯南讓兇手現出原形，但是卻也道出了一段令人心酸的往事。