小五郎和他的大學同學在弁慶溫泉旅館舉辦柔道社同學會，參見的人都是小五郎的死黨，大家一時興起決定在煙火大會開始前打桌球消磨時間，只有由美一人回房休息，煙火大會開始前朋友們考慮到由美的脾氣，便沒去打攪她休息，結束后，大家一起去由美的房間，發現的卻是由美舉槍自盡的尸體，經過檢查發現由美死于下午三點左右，也就是大家一起打桌球的時候。

柯南要陪步美拔牙時，被葉子醫生婉拒。而當晚七點半不動產老板中本被殺，發現尸體的人就是葉子和管理員，雖然葉子有殺人的動機，但由于步美的證詞，葉子有不在場的證明，因為她那時正在陪步美看七點半開始的假面超人。柯南一人在葉子家附近調查，看到葉子家和診所一樣的窗簾，柯南便知道了葉子的手法，并且那副假面超人的撲克也成了重要的證據。

柯南注意到這些音符并將其解讀，這時，當地的老警察說倉庫里有麻生圭二留下來的樂譜，這種重要線索柯南自然不會放過，他和警察一起去找樂譜，而這期間，一直精神怪異的西本上吊死亡，腳下還留有遺書，柯南推斷出這是他殺，當在看到麻生圭二留下來的樂譜后，柯南斷定出了兇手，他利用變聲領結和廣播室說出真相。

小五郎錄制全日本偵探社的錄制節目時，制作人諏訪被射殺，主持人松尾的嫌疑最大，因為他是射擊高手，并且他曾在播放偵探短片的四分鐘內離開過攝影棚，但柯南怎么也想不明白，他是如何在這么短的時間內往返于九樓和四樓之間，在了解了大樓構造后，柯南終于明白了兇手的伎倆，他麻醉了小五郎并借來攝像機，向全國實況轉播了小五郎的推理秀。

小五郎骨折住院，某天夜晚他看到對面的房間有殺人的黑影，匆忙趕去后，卻發現屋里什么都沒有，接下來的幾天，發生了同樣的事情，主治醫師白井說可能是因為疲勞而產生的幻覺，但柯南卻認為事件沒那么簡單，他陪夜的當晚也看到了殺人場景，兩人一起跑出去，當他趕到小五郎身邊時，卻發現小五郎已昏倒，旁邊還躺著已經死去的江藤醫生，小五郎就這樣糊里糊涂的成了「殺人兇手」……