柯南三人在去郊游的路上聽到一聲慘叫，趕到現場的時候發現一名男子痛苦的躺在地上垂死掙扎，不一會就氣絕身亡，在他的旁邊有一瓶卡滋曼，化驗結果顯示，這名男子是中毒而死，有名警員說這個人是米花之狼，曾跟蹤一個女孩子。警方找到這個叫西谷的女孩，詢問后并未發現異常，但柯南認為案件定有蹊蹺，經過反復調查和設想，他終于明白了犯人的作案手法。

委托人為表示感謝，招待小五郎三人溫泉旅行，他們在搭乘湯之山縣的列車上，遇到了兩名爭吵的醫生佐藤、伊達，期間伊達曾生氣離開。換乘休息的途中，警察在與湯之山線列車路線基本相同的花之街線列車上發現尸體，柯南洞察到伊達神情怪異有犯罪嫌疑，可他是怎么樣在兩趟不一樣的列車上游走殺人的？

園子和小蘭被邀請去皆川家參加情人節派對，柯南悄悄尾隨卻被發現。皆川的母親熱情招待各位，但皆川卻是一副不耐煩的樣子，他拒絕了青梅竹馬關谷香的巧克力，又對直道和若松冷嘲熱諷，狀態不佳的他決定外出透氣，他的心儀對象好美也一起跟去，突然一聲尖叫，皆川倒在了草坪上，到底是誰在情人節制造了慘劇？

某日，一個自稱柯南媽媽的陌生女人來接他，柯南第一反應就是她可能是黑衣組織的人，因為她清楚柯南家的底細以及他的真實身份，期間，柯南雖趁機逃脫，但去找阿笠博士的時再次候被抓，他聽到了那個女人和一個面具男討論交易藥物的事情，待他們離開后柯南按照那伙人留下了線索找到交易地點，可不幸的是他行跡暴露，面具人對他槍口相向……

當晚發生殺人案件的書房是完全的密室，而屋外的雪地上也沒有腳印。犯人是怎樣到書房的呢？在大家都將兇嫌箭頭指向搞外遇的妻子和情夫時，柯南卻看出破綻。一樁多年前的恩怨所埋下了憤恨的殺機的事實漸漸浮出了水面。最終柯南發現了兇手的犯罪手法并將其公之于眾，而兇手也最終承認了因為妹妹的去世而起殺念的事實。