東西南北四個代表簡單做了自我介紹以后，就各自回房休息，吃飯的時候卻發現導播被人綁在形如密室的房間內，所幸生命沒有受到威脅，就在大伙兒忙著尋找線索時，照顧他們起居的甲谷突然說這是比賽的第一題，北部代表越水七規承諾一小時之后就能重現密室手法，等待期間南部代表時津潤哉說起了一年前的薰衣草殺人事件。時間一點點過去，越水遲遲不現身，待大家趕到時，他已死在了密室中。

柯南回家后小蘭就告訴他，自從放寒假瑛祐就失去了聯系，而在此之前小蘭從他那里聽說，他好像在杯戶中央醫院找姐姐的時候發現了關于自己父親線索，柯南急忙找到茱蒂老師商量對策，并推斷出他的父親就是被黑暗組織殺掉的CIA諜報人員，隨后，柯南一行人趕到醫院向護士詢問英祐的事情，沒想到竟然還有另一個人像英祐一樣在這家醫院打聽水無憐奈的事情。

一名老護士告訴柯南，她以前見過英祐并且在他小的時候還因白血病做過手術。另一方面，得知杯戶中央醫院被黑暗組織入侵后，柯南和FBI立刻對醫院的病人進行了排查，其中最具嫌疑的有三個人，為找出那個在醫院調查水無憐奈的人，柯南想出了一條妙計，他直接與這三個嫌疑者接觸，最終將目標鎖定，在接下來的行動中，柯南和FBI又能得到什么樣的線索？

小說家萬田年久在旅館里趕寫小說，在編輯島木催稿離開房間后，萬田化裝成服務生，帶著貓咪諾貝爾離開了旅館。萬田路過柯南等人打簡易棒球的場地，進入了弟子原本高平的家。萬田從代理作者原本那里得到原稿后，將其殺害了。而偶然將球打入的柯南一行進入房間后發現了被殺的原本。柯南則發現了萬田的不自然。

超級粉絲庵野先生看過照片之后十分確定英祐的姐姐就是水無憐奈，他還特意播放了一段水無憐奈在火災中獻血的的影像，但即便如此，英祐還是不承認這個主播就是姐姐，因為她和曾給自己輸過血的姐姐的血型不同。幾日后，英祐再次來到事務所，說自己會去奧平家取媽媽留下遺物，碰巧小五郎也正準備去那里調查一年前發生的命案，于是，一行人來到奧平家，柯南從親子手冊上確定了英祐的血型，而另一邊，小五郎也展開了調查。