柯南小蘭等人在修好高中看棒球賽時，理事長室的優勝錦旗被人割破，就在大家議論誰是犯人時，棒球隊主投小偉自首說這件事是自己做的，而他的母親卻說是她做的，柯南認為事情不會那么簡單，便和園子偷偷溜到理事長室，仔細觀察了錦旗后，他知道了犯人是誰，并利用變聲領結將大家叫到理事長室揭露了兇手。

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、小蘭和小五郎碰帶了一個深情恍惚的少女，送去醫院檢查后，醫生說少女暫時失去記憶，幾人從僅有的信息中找到了她所住的飯店，柯南不停的詢問讓少女頭疼而跑出酒店，突然有一輛汽車迎面開來，但少女靈敏被避開，調查過程中柯南發現這名女子身手矯健總能避開危險，她到底是什么人？為什么總遭到襲擊？

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？