小五郎受推理迷林雅人之邀去米花町水族館觀看表演，沒(méi)想到在表演現(xiàn)場(chǎng)卻發(fā)生了命案，死者是女演員大沢美智子，警方在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)大沢的膝蓋處有貼布，詢問(wèn)了同事后得知，她的腿偶爾會(huì)疼痛，并且在檢查了控制室和蚌殼裝置沒(méi)發(fā)現(xiàn)異樣后，推斷出大沢死于意外，然而，跟著警方一起調(diào)查的柯南還是發(fā)現(xiàn)了蛛絲馬跡，認(rèn)為這是一件有預(yù)謀的殺人案件。

少年偵探隊(duì)為準(zhǔn)備兒童大會(huì)要表演的布偶戲，隨一個(gè)叫海部大學(xué)生去霧之丘高原進(jìn)行特訓(xùn)，可是當(dāng)晚柯南發(fā)現(xiàn)同他們一起來(lái)的小朋友和相應(yīng)的布偶都不見(jiàn)了，就在柯南和光彥去二樓進(jìn)行調(diào)查的時(shí)候，元太和步美也突然失去了蹤影，因?yàn)殡娫捑€被不明人士割斷，兩人跑到離這里最近的另一家民宿，卻看到……

小蘭到上森老師的烹飪教室去上課，菜做到一半屋里突然停電，這時(shí)，烹飪老師上森美智卻不知道被什么人刺傷了背部之后身亡，這名兇手利用繩子和冰塊早就事先制造了一個(gè)會(huì)自動(dòng)斷電的裝置，調(diào)查結(jié)果還發(fā)現(xiàn)，兇手從外部進(jìn)入屋內(nèi)行兇的可能并不成立，那么兇手就是屋內(nèi)除去柯南三人的其他幾名學(xué)生。

和葉被人帶走不知去向，與此同時(shí)，柯南、服部和小五郎三人正對(duì)信一的死亡現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查，期間，女傭鹽谷給他們送來(lái)宵并講述了三年前所發(fā)生的事情。當(dāng)?shù)弥腿~被人擄走消息后，大家分頭尋找，最終在倉(cāng)庫(kù)里找到了纏滿細(xì)線的和葉，所幸生命沒(méi)有受到威脅。之后，柯南和服部又發(fā)現(xiàn)了襲擊和葉用的電擊棒和BB彈，再次返回案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)又找了新的線索，兇手就是那個(gè)人沒(méi)錯(cuò)！

柯南在死者村西真美家發(fā)現(xiàn)了四處疑點(diǎn)，在少年偵探隊(duì)的提醒和暗示下，高木終于知道了案件的真相，大家找到真兇用證據(jù)讓他承認(rèn)罪行。而另一邊，杯戶美術(shù)館則即將在市民的矚目和阿笠博士的熱帶彩虹炸彈中爆破，可佐藤警官和東田還在美術(shù)館內(nèi)，情況危急，佐藤警官真的會(huì)葬身美術(shù)館嗎？