園子中學時的好友矢內小姐拜托小五郎幫她重新調查姐姐的自殺案件，而她也是這次事件的目擊者之一。被警方認定為自殺案件的這起事件還存在著很多疑點，事發當天正在商量明年創立祭的矢內小姐和顧問児玉老師看到了受害人在模型社里自殺的一幕，第一個趕到現場的是受害人的未婚夫柴垣老師，而柯南在還原現場時看出了端倪。

柯南已經從對三位女性的拜訪中知道了真正的兇手，情奈小姐敷衍并粗糙的犯案手法讓柯南非常擔心她事后會做出傻事，但柯南推理中的疏忽讓兩人陷入了危機。持槍的劫犯挾持柯南和情奈駕車逃跑，知道了情況的眾人都緊跟其后，最終世良出手救下了柯南，在營救過程中安室和昴撞了個照面，而兩人都露出了詫異的表情。

警方、柯南以及公車上遇到過的偵探世良真純一起進入別館進行調查，他們在二樓發現了帶有釣魚線的電動輪椅，在死者墜落的六樓發現了窗戶下方的油漆和油桶，加之別館使用的是前后各有一扇門的電梯，將這些線索全部串聯起來之后，柯南發現兇手就是那個人！世良先柯南一步破解案件并場景重新，然而結果卻并非大家所期待的那樣，人偶并沒有墜樓，到底是哪里出現了錯誤？

以幕末的長崎為舞臺，有坂本龍馬擔任的偵探而活躍的推理劇，正在負責寫腳本的編劇家耕作先生突然消失蹤影，只寫了一半的劇本則委托小五郎先生幫忙推理出劇中的真正犯人，調查了耕作房間的柯南等人發現了許多古董美術品竊盜團的簡報，這一切似乎都有著隱情。失蹤中的耕作先生利用郵件將后續的劇本傳送過來，在劇本中出現了奇怪的臺詞。

在園子的邀請下，柯南、小蘭隨她一起前往杯戶飯店享用“蛋糕吃到飽”，然而在搭公車的途中他們遇到了一位截拳道高手，這位與小蘭勢均力敵的對手到底是什么人？到了杯戶飯店后，得知蛋糕吃到飽餐廳已經截止入場的小蘭和園子大失所望，這時，突然傳來尖叫聲，有一名男子從高處墜樓身亡，目擊人晝川表示樓頂有人影閃過，但當柯南趕到樓頂時卻只發現了外套和鞋子。