參加網球比賽的柯南他們來到熊本縣。市內觀光的途中，園子撿到一部手機。手機的畫面上是“想要遇見那個孩子”的短信。園子與小蘭得到與園子同名女子的戀人的幫助，帶著手機出現在咖啡店。小蘭無意中聽到兩人的危險談話被綁架，而在小蘭打來的電話中柯南他們開始進行調查決心已定要組織這場謀殺！

懷疑小蘭的高中英語教師朱蒂是黑衣組織的成員而拜訪公寓的服部平次與柯南，遇上朱蒂隔壁房間的主人高井墜樓摔死的案件。確信密室狀態的臥室從窗戶墜落的高井不是自殺而是他殺的兩人，在臥室調查中的平次接到和葉從大版打來的電話而明白犯罪手段的平次加上高井留下的證據。兩人向目暮警官建議在臥室重現案發。

就在警方和小五郎集中精力思考兇手是如何調換毛巾時，柯南卻重返飯桌，回憶當時自己為拿醬油和辣油轉旋轉桌面時的場景，這時他突然想到或許兇手根本就不是用有毒毛巾殺人的可能，在向鑒識人員確認了自己的想法后，兇手浮出水面，他讓所有人都按照案發時的位置做好，并重現當時的場景，而兇手卻在不知不覺間自己露出了馬腳。

柯南和小蘭跟著小五郎來到關門海峽，還在這里認識四個高中時代就是同學的年輕人，沒想到第二天，他們的另外一名高中同學真尾被人發現橫尸關門橋下，起初警方懷疑兇手就在與死者見過面的那四名同學中，然而他們都有不在場證明，偵訊過后四個人都擺脫了嫌疑，但柯南卻發現了破綻。

小五郎帶著小蘭和少年偵探團的孩子們來到被稱為地球遺產的人造木屋的集落·鬼澤鄉去觀光。這個村莊里最近流傳著小孩幽靈的傳言。而到了夜里，柯南他們為了確認幽靈而出去散步的時候，步美卻和少女幽靈相遇了暈了過去！而對于步美的發現村子里的人卻極力否認，到底是幽靈少女還是真有其人？