柯南在朋友們去圖書館做讀書報告時，警察突然來詢問圖書館職員玉田失蹤一事，館長津川表示自己也不清楚，警察做了簡單的搜尋后離開。但少年偵探團留到夜晚做深入調查，期間館長曾鬼鬼祟祟的來過一次，等他離開后，大家發現館長在利用圖書館進行販毒交易，當他們找到被館長殺害的玉田的尸體時，沒想到館長也發現了他們，少年偵探團能否順利脫險？

這天小五郎帶著小蘭和柯南到外面吃完飯時巧遇大學時代的同學大村。因為有事商量他們一同到了大村的公寓。在屋里喝茶說話時，窗戶玻璃突然碎了而在樓下的馬路上突然有個男人倒地身亡。在警方調查下發現死者生田是在和同學聚會的途中出去后死亡的。而在勘察了現場之后柯南發現了犯人使尸體自動摔下的手法并以小五郎的聲音揭露了犯人的犯罪手法。犯人最終承認了罪行并坦白了自己殺人的原因。

為找到更多的線索，柯南和服部對長門家的門衛和廚師等人逐一進行詢問，并且在對個個房間的搜查中，找到了女仆口中的床單，而且根據秀臣房間的電話留言，兩人重新推斷出了秀臣的死亡時間，一切準備就緒，服部叫來目暮警官，重現當時犯案的場景，兇手就是那個人，但逼死兇手絕不是一個偵探想要的結果。

少年偵探團，在機緣巧合下和最受歡迎組合TWO-MIX的主唱高山美奈美一起吃飯，高山為找搭檔永野椎菜，一人跑出了演唱會的會場。后來在餐廳外，歹徒當著柯南的面將高山推入車中綁架，他們要求少年偵探團拿著TWO-MIX最新的歌曲練習帶去交換人質，歹徒在電話里讓少年偵探團把警察甩掉并讓步美一人前去，于是柯南和步美調換身份。

柯南去體育俱樂部館參觀時，正巧看到水上運動的西條、成瀨和木島發生爭執的一幕，而體育俱樂部負責人佐伯和跳水代表西條也存在著某些不愉快。當晚，小五郎接到目暮警官的電話說西條死亡，因為沒找到什么有用的線索，警方準備以意外死亡結案，可是柯南注意到這是件謀殺案，柯南找到目擊證人并從他的繪畫中看透事情的真相，兇手一定就是那個人。