小蘭的同學直子被綁架，當歹徒發現有警察時，便放棄交易開車沖進海里，直子再次下落不明，直子父親的秘書花井很是擔心。某日，小五郎突然接到不要在調查此事的要求，柯南察覺事有蹊蹺，暗暗潛入直子家后聽到了花井和直子爸爸的談話，原來直子的爸爸再次接到歹徒電話，但他卻不愿花五億保女兒的性命，這讓花井很生氣，柯南躲在后備箱里，跟著他們來到交易場所，見到了所謂的「歹徒」。

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。

兇手看似打破窗戶逃了出去，但柯南和服部發現兇手就在屋內，并且否定了兇手是老板的猜測，而剛才的停電也是人為的。期間，服部一直很在意柯南的種種反應，對柯南產生了懷疑。事件漸漸明晰，服部和柯南知曉了兇手是誰以及他殺死老板和綾子的手法。為了保護自己是工藤的秘密，柯南將服部麻醉說出真相，可讓他沒想到的是，就是這個舉動讓服部肯定了柯南就是工藤。

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？

柯南和小蘭在參加天下第一夜祭時碰到了作家世井，他讓小蘭幫忙拍了幾張照片，這時，橫溝警官找到世井說他的朋友今竹被殺，大家一起趕往犯罪現場，期間，世井用自己的文稿代替今竹的交給了《文藝時代》的記者，種種跡象表明世井就是兇手，可讓人棘手的是此人有不在場證明——相機里那些照片，仔細推敲后柯南發現了其中的破綻。