小五郎曾抓捕過的殺人犯富樫文孝，在假釋的第二天再次因為殺人被抓進了警局，小五郎深信決定重現做人的他不會再做出這種殺人的事情，便在偵訊室里勸導他說出真相，可是富樫卻一直保持沉默。另一方面，柯南和高木警官再次來到案發現場進行調查，根據目擊者的證詞以及附近便利店的監視影像，柯南發現事情的真相并非那么簡單，因為案發現場除了富樫還有另外一個人。

來到倫敦的柯南不小心以新一的身份向小蘭暴露在倫敦的事實，而此時柯南喝下了回國用的解毒劑暫時以新一的身份出現！在繼續調查的過程中小蘭從以前新一說過的話中得到啟發發現了人偶的秘密。而之后通過與新一電話中發現了更多的線索。這時小蘭和小五郎碰到了米奈芭小姐，在米奈芭和弟弟阿波羅的協助下小蘭留在教堂的紙片，而上面寫著的就是接下來的線索。

警方在那海的家中并沒有發現跟蹤狂出現的痕跡 ，可是兇手如果是那海，她又是如何犯案的呢？因為她的不在場證明人正是白鳥警官。白鳥警官打電話讓高木在電影院調查，并讓他買飲料證實自己的想法，雖然這個結果讓白鳥警官難以承受，但是為了揭露真相，他揪出了兇手并破解了她的犯案手法，待一切塵埃落定，白鳥警官陷入了消沉的漩渦，就在這時出現了一個人……

在參加大學校慶的柯南和小蘭等人遇到了殺人事件，就在警官要判定為自殺事件的時候，在柯南的引導下警方判斷此次為他殺事件。而安菜在小蘭她們進來之前已經死亡，但此時如何讓桌子擺動的事情成為了破案的關鍵，而表演時站在安菜周圍的三人成了重點懷疑對象。經過對現場的調查柯南很快發現了犯人的犯罪手法和犯人的身份，在確鑿的證據面前犯人最終承認了罪行，并說出了殺死安菜的理由。

小蘭和小五郎按照指示來到了車站，就在這時阿波羅發現了在車站里奇怪的男人并得到了接下來的線索U字。之后小蘭一行來到了接下來的提示的瓷器店而這時阿波羅和母親一起離開剩下小五郎和小蘭繼續尋找線索。第二天在警方的要求下小蘭眾人繼續破解沒有完全解開的暗號，而就在眾人解開暗號來到會場之后，柯南發現賽場上的米奈芭有些不對勁！