小五郎帶著小蘭等人去京都參朋友的婚禮，在新干線上柯南看見了兩名可疑黑衣男子，他利用阿笠博士送他的眼鏡竊聽到了不得了的事情——這輛新干線上有炸彈并且即將爆炸，眼看黑衣人離開新干線，柯南只能憑自己找到那只裝有炸彈的黑皮箱，鎖定了炸彈所在的車廂后，柯南對車廂里的四人進行試探，卻毫無頭緒，關鍵時刻元太的一句話提醒了他。

委托人為表示感謝，招待小五郎三人溫泉旅行，他們在搭乘湯之山縣的列車上，遇到了兩名爭吵的醫生佐藤、伊達，期間伊達曾生氣離開。換乘休息的途中，警察在與湯之山線列車路線基本相同的花之街線列車上發現尸體，柯南洞察到伊達神情怪異有犯罪嫌疑，可他是怎么樣在兩趟不一樣的列車上游走殺人的？

小蘭的同學直子被綁架，當歹徒發現有警察時，便放棄交易開車沖進海里，直子再次下落不明，直子父親的秘書花井很是擔心。某日，小五郎突然接到不要在調查此事的要求，柯南察覺事有蹊蹺，暗暗潛入直子家后聽到了花井和直子爸爸的談話，原來直子的爸爸再次接到歹徒電話，但他卻不愿花五億保女兒的性命，這讓花井很生氣，柯南躲在后備箱里，跟著他們來到交易場所，見到了所謂的「歹徒」。

少年偵探團在兒童跑腿活動中，充當活動記錄。一行人跟在兒童小宏后面攝影，可是小宏總是亂跑，期間還曾跑進過，一幢將要拆掉的廢棄大樓里，小宏在躲過了兩次人為制造的意外后，被人擄走，柯南從記錄的中發現了蛛絲馬跡，他們來到廢棄大樓，并在地下室找到了小宏和一具尸體，這時，兇手將少年偵探團關到樓中，而外面拆除大樓已經開始，少年偵探團能否逃過一劫？

柯南和伙伴們去美術館時撿到了一張畫有奇怪符號的紙，大家自行成立少年偵探團去調查這些暗號，按照符號的指示先到達東京塔，在周圍展開偵查卻一無所獲，休息的時候步美的新發現為柯南找到破解暗號的出口，大家一路尋找從東京鐵塔到南部水族館的標記，然而，事情并非那樣順利，柯南能破解暗號嗎？暗中跟蹤少年偵探團的黑衣人又是誰？