小蘭、柯南、服部以及和葉一行四人去看魔術師星河童吾的奇幻魔術秀，在表演水中脫逃的時候，和葉和小蘭以為魔術失敗，便沖向舞臺準備救人，卻沒想到這只是為了營造舞臺效果而做的表演。為表歉意，和葉和小蘭來到后臺，并在這里遇到范田和姬宮，原來他們都是十年前失蹤的魔術師正影的弟子，之后，他們四人受邀來到了正影家，可就在這短短的時間內竟然發生了命案。

牛迂的死因是喝了摻進氰化鉀的綠茶后中毒身亡。神奈川縣的橫溝警官發現裝著氰化鉀的瓶子翻倒在尸體下。然而牛迂打開了綠茶的瓶蓋后沒人再碰過，因而他斷定這是自殺案件。但柯南卻對此很懷疑。之后柯南發覺元太的舉止很古怪，于是調查三瀨等人的車內垃圾，找到了決定牛迂絕他殺的證據。犯人也最終承認了自己的罪行。

新田太太在路上偶遇買蛋糕的柯南和小五郎，于是，她急忙將小五郎拉到自己鄰居山本的住所，拜托他處理山本自殺的案件。從現場來看，死者山本是坐在沙發上，嘴巴大張用自己的改裝手槍結束生命，同時在扣動扳機的瞬間也打破了裝有蝴蝶的恒溫箱，柯南認為這是一起謀殺案，但是兇手是如何讓死者嘴巴大張，從而營造出自殺狀態？

緊張的氣氛不僅圍繞在賽場上，在場下尋找另一支寫有其他線索手機的柯南、服部和大龍警官也正在絞盡腦汁的破解暗號，柯南還特意借來小五郎的收音機以方便了解賽場上的情況，所幸在第二支手機響起之時被服部順利找到，可接下來等待他們的卻是另外一組費解的數字，經過商量，三人決定分頭行動，雖然最終還是找到了第三只手機，但里面的所留下的線索只有一個括號和數字13，柯南和服部能否解開這個不同于前兩次的數字暗號？

正影的三弟子之一姬宮遇害后，警方匆忙趕來調查并對屋內所有人一一進行偵訊，正影的妻子滿里太太說，被翻亂的資料室內有記載正影自創魔術的筆記本，而且在五年前曾有一個戴著帽子和墨鏡的男人找過正影，于是，大家正影的房間希望能從他的相冊中找到這個可疑男人，柯南和服部也在這里有了新發現，就在這時，和葉和小蘭回想起了看到尸體時的怪異場景。