少年偵探團在海灘度假的時候，偶然認識了春日財團的大少爺和他的女朋友小忍。元太玩球時撿到了小忍發出的SOS求救漂流瓶，順著漂流瓶的方向，他們在一個洞窟找到小忍，原來這都是春日的安排，眼看海水滿潮，無法原路返回，大家在柯南的指揮下順利從洞穴另一邊逃出，看到小忍還活著，春日露出丑惡嘴臉以步美為人質，關鍵時候小蘭趕來，將春日制服。

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。

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。

柯南、小蘭和小五郎參加了福爾摩斯旅行團，但此次旅行的主辦人旅店的老板金谷，被人鎖在車里推下山崖還引發的爆炸，而被孤立無法與外界聯系的旅客，因為不希望再出現死者，都集合在旅店房間里，說自己已經知道兇手是誰的綾子，在車庫里爆炸身亡，就在大家討論誰是兇手時，突然停電，藤澤被某人用碎冰錐刺傷。

就在警察要強行帶走小五郎時，柯南在機械室和浜田的尸體上發現的有力證據幫他洗清了嫌疑，而目前最有可能殺人的就是上原，當大家要暗中逮捕上原時，木下出面說自己去勸他自首，五分鐘后，屋內響起槍聲，上原射傷木下逃跑。柯南重新回到竜神號調查并和鈴一起進入海軍山洞，卻在這里發現上原的尸體……