為了做天體觀測，阿笠博士帶著少年偵探隊來到一個坐落在深山里的旅館，期間結識了旅館老板天土，以及應邀而來的野之宮悅子、二川和御上。就在大家準備上山看星星的時候，居然發現了一具已經化為白骨的尸體，死者還故意留下了死亡訊息——六根煙頭，當晚，二川的尸體被少年偵探隊發現，并且他的手中也握著煙頭。

如果想要找到大寶石就必須先尋得與瓊曲玉 八咫鏡齊名的第三件神器——草雉劍，離開了骷髏遍地之所，一伙人來到了一處地下溫泉，元太無意中按中的按鈕讓溫泉向外流出，這時，眼前出現了一個洞穴，不出柯南所料，草雉劍就在這里，上面還刻有“龍”字，根據三件神器所刻的“永”“炎”“龍”，柯南推斷出了大寶石的所在，然而，取出寶石之后，卻發生了……

警方在露天澡堂里找到了殺死兩人的兇器神刀以及一條沾有血跡的浴巾，隨后警察又對旅館里有犯案嫌疑的人逐一進行偵訊，柯南也獨自展開了調查，他雖然發現了安西繪麻死亡現場雪的深度有所不同，但還是不能解開為何只留下了一串腳印的謎題，就在這時電視上的滑雪大賽給了他啟發，如果兇手采用那種手法，那么，這一切謎題也就迎刃而解。

少年偵探隊按照暗號分別找到了剩下的兩個時光保存罐，卻發現在此之前有人曾將它們挖出來過而且最后一個發現的時光保存罐里面竟然有一封信，將所有的字條擺在一起，真相也愈發明晰，柯南在阿笠博士的幫助下揭露了真兇，沒想到事情的癥結可以追溯的十五年前……

放學后，小蘭在鞋柜里發現了一封情書，正當她為此而煩惱時，遇到了曾在帝丹高中上學的學姐，她說家里遭到了不明人士的入侵，可奇怪的是小偷不僅沒偷錢，反而還給她死去的丈夫上了一炷香，并且自己的日記也有被人查看過的跡象，期間學姐還談起了高中時期被自己拒絕過的男生，看過照片后，小蘭說她今天見過這個男生，之后，園子將整個事件的來龍去脈推理出來，這時，學姐說她還有一件事瞞著大家……