揭開暑假序幕的星期天，阿笠博士陪著少年偵探團看完電影后往家趕，在電車上他們看到遠方的樓頂上發生了命案，但到達現場后目擊墜落的時間卻是他們看到案情發生后的10分鐘。五層的建筑不可能墜落這么長時間，為了找出案情的真相柯南立即對案發的大樓展開了調查。

被襲擊的迫田暈倒前指向了小蘭，擁有空手道段數的小蘭被懷疑，尋找到目擊證人的柯南還從飾演過蝴蝶夫人的兩位演員身上找到了小蘭飾演角色的原型，而劇本內第二起殺人事件的死亡訊息也不知道蘊含著什么意義。案件變得更加撲朔迷離，擁有犯罪嫌疑的人越來越多，而在案件還沒解決的情況下又有人遭到了襲擊。

小蘭、園子和世良三人在上學途中發現了路旁的遺體，遺體的旁邊留下了用血寫下的“死”字，這就和十年前工藤優作唯一沒有揭穿犯人的事件幾乎一樣，為了調查這兩期案件的共同點，他們打電話給高木警官，但參與十年前案件的目暮警官看過遺體后卻以竊盜事件定性，回憶著十年前的一幕幕柯南依舊沒有明白自己父親的用意。

洋房的主人傳了封群組訊息集合所有的兄弟姐妹，此時大家看到了浮現在窗邊驚悚模樣的主人，一起目擊了飛翔在天空中的怪物，隨后他們還發現了次男的尸體，案件愈發的破朔迷離。這起靈異的命案和之前洋房主人未婚妻的事故有著千絲萬縷的關系，而策劃那起事故的正是兄弟姐妹中的某人。

在死去的西澤家里發現了作案的手法和遺書，看似自殺的現場還存在很多疑點，在現金還沒有歸還的情況下小五郎檢查繼續調查。西澤的好友田中和公司社長的互相指正引起了小五郎的懷疑，而一路探查的柯南看到了漂浮在宇田川河面上的部分鈔票，經過整理之后柯南得知了這次事件的兇手，而他將代替感冒的小五郎為大家揭曉真相。