小五郎受學(xué)生時(shí)代認(rèn)識(shí)的房東太太宗田光江之托，開導(dǎo)她最近不知為何事而消沉的孫子阿真，數(shù)次敲門無人回應(yīng)，光江用備份鑰匙把門打開，卻發(fā)現(xiàn)屋內(nèi)一片狼藉，而且墻壁上還涂滿了用紅色蠟筆畫的線，大家在浴室發(fā)現(xiàn)了割腕而死的阿真，光江讓柯南找來醫(yī)科大學(xué)的房客城戶，但已經(jīng)為時(shí)已晚，小五郎斷定這是自殺案件，但光江和柯南卻認(rèn)為是被人抹殺，這時(shí)，大家注意到了在建筑模型里的鑰匙，也就是說這是密室殺人事件！

柯南在死者村西真美家發(fā)現(xiàn)了四處疑點(diǎn)，在少年偵探隊(duì)的提醒和暗示下，高木終于知道了案件的真相，大家找到真兇用證據(jù)讓他承認(rèn)罪行。而另一邊，杯戶美術(shù)館則即將在市民的矚目和阿笠博士的熱帶彩虹炸彈中爆破，可佐藤警官和東田還在美術(shù)館內(nèi)，情況危急，佐藤警官真的會(huì)葬身美術(shù)館嗎？

就在警察找不到任何線索想要以自殺結(jié)案時(shí)，柯南把在案發(fā)第一現(xiàn)場(chǎng)找到的領(lǐng)帶別針交給警方，這就推翻了自殺的說法，但想要抓到兇手，還需要找到更加有決定性的證據(jù)。這時(shí)，柯南注意到了在案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)的繩子，他突然想到什么，就跑到旁邊的枯井，一切不出他所料，兇手就是那個(gè)人，他再次將小五郎麻醉，揭秘流傳至今的五重塔傳說以及兇手！

大樓下面已經(jīng)被記者圍堵，目暮警官讓小五郎暫時(shí)引開記者的注意，自己好帶土方幸三郎和沖田離開，就在小五郎對(duì)記者透漏兇手是沖田時(shí)，柯南將他麻醉重新進(jìn)行了推理，并指出兇手另有其人，而這個(gè)人就是正在警方掩護(hù)下準(zhǔn)備離開的……柯南當(dāng)著所有媒體的面揭穿了兇手并用找到的有力證據(jù)讓他認(rèn)罪。

前往洋子演唱會(huì)的途中，小五郎弄丟了門票，這時(shí)，碰巧遇到了一個(gè)叫青島全代的小姐，她表示如果能接她妹妹聽演唱會(huì)，就愿意把多余的門票讓給小五郎。當(dāng)大伙兒到全代的家時(shí)發(fā)現(xiàn)她的妹妹美菜在一個(gè)密閉的浴室中狀似自殺死亡多時(shí)，這個(gè)浴室的門窗縫隙全部從內(nèi)部用膠帶貼住，經(jīng)過鑒識(shí)膠帶上只有美菜一個(gè)人的指紋，雖然警方認(rèn)為這是自殺案件，但種種疑點(diǎn)表明這絕對(duì)是謀殺。