柯南、小五郎和小蘭驅車去北海道看丹頂鶴，偶然認識了飼養丹頂鶴的大伯，他邀請柯南他們去自己家入住，大伯的弟弟阿保熱情招待他們，就在這個時候大伯的兒子阿浩和女兒則子為財產的事兒而來。之后，柯南等人一起去泡了溫泉，回到屋子的時候發現大伯被人用十字弓射殺，而阿浩則跑去警局自首，但柯南依據自己對現場的勘查認為兇手另有其人。

一群人為長門會長慶祝生日的時候，他的女婿光明不知被何人襲擊發出慘叫，此時大家在樓下的陽臺上看到長子秀臣口中含刀，當大家趕到時，光明已被推到鐵欄桿外面氣斷身亡，案發之后的第二天，警方在池塘底部發現秀臣，看似自殺的尸體留下一封遺書，而且他違背常理的衣服，透露出秀臣是在案發前就被人毒害投入池塘中。

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。

小五郎骨折住院，某天夜晚他看到對面的房間有殺人的黑影，匆忙趕去后，卻發現屋里什么都沒有，接下來的幾天，發生了同樣的事情，主治醫師白井說可能是因為疲勞而產生的幻覺，但柯南卻認為事件沒那么簡單，他陪夜的當晚也看到了殺人場景，兩人一起跑出去，當他趕到小五郎身邊時，卻發現小五郎已昏倒，旁邊還躺著已經死去的江藤醫生，小五郎就這樣糊里糊涂的成了「殺人兇手」……