外出露營的少年偵探團為了避雨來到了一棟別墅，別墅內的男傭人告訴大家最近房間內有幽靈出現。在交談中，柯南等人得知別墅的女主人不久前剛剛去世，而男主人則認為幽靈是女主人回到了家中。關于出現幽靈一事，女傭人似乎顯得十分不適，而男主人的侄子似乎行跡也有些奇怪。柯南察覺到幽靈之事必有蹊蹺，決心與少年偵探團一同查明真相。

一家房地產公司的黑心社長東先生和他的助手河西找到了毛利小五郎，他們稱自己接到了殺人預告電話，而對方的目標就是東先生。嫌疑人有三個，小五郎和柯南一一找他們確認過，調查過程中柯南察覺到了一絲異常。三個嫌疑人被叫到了一起，柯南麻醉了小五郎后展開了推理，但就在結果出來后眾人卻都露出了詭異的笑容。

千葉警官在警局四處詢問有關“不明飛行物”的線索，卻毫無所獲，這天他回到家，收到了聲稱是自己宇宙第一大粉絲的人寄來的神秘郵件。在另一邊，名為和田陽奈的女高中生來到毛利事務所，委托小五郎調查杯戶公園“UFO”一事。杯戶公園隔壁的杯戶高中發生殺人案件，這兩者是否有聯系？

為了和靈魂偵探堀田凱人進行對談，柯南跟著毛利小五郎來到了酒店，但到時發現堀田已被殺害，其隔壁房間的客人竟然是世良。柯南和世良在案發現場進行了一番調查，罪犯的手法與關鍵性的證據全被找了出來，就在柯南準備和往常一樣進行推理時卻發現自己的變聲器不見了，而這時竟有人很自然的用他遺失的變聲器開始模仿小五郎的聲音進行推理。

柯南等人幫助舊書店店主裕次郎搬運書籍，并在書店遇到了裕次郎的兒子一郎。一郎對于父親經營舊書店的事感到很不滿，爭執中眾人不歡而散。在光彥的帶領下，柯南等人來到了舊書店旁的公園，準備觀看蒸汽機車發動的場面，并在等待的途中偶遇了一郎。正當眾人與蒸汽機車合影完畢返回書店時，卻發現裕次郎被壓在了倒塌的書架下面……