毛利小五郎帶柯南和小蘭來高級餐廳用餐，進門后三人發現桌上擺滿了食物卻沒有客人，并在廚房發現了倒在地上的廚師口石先生。清醒后的口石先生告訴三人，原本有五名客人在餐廳里用餐，不料自己在做飯時遭到了歹徒的襲擊，客人們也不知去向。毛利小五郎馬上通知了目暮警官，并查清了每個客人的身份，然而卻難以判斷消失的客人們去了何處。正在這時，擺放在餐桌上的甜點和雜物引起了柯南的注意。

柯南確信被警察盯上的千野并不是真正的犯人，而尸體的第一發現者福田先生和催促番藤與天城協商的江崎小姐都有殺人的機會，但在調查中柯南并沒有得到這方面的線索。案件的條理逐漸明確，犯人殺死天城和番藤的目的是為了陷害千野，想起千野偶爾擔任推理小說新人獎的審查后另一條線索出現了。

毛利小五郎帶小蘭和柯南到傳說有天狗出沒的山里玩，路遇鄉土學者下村昌三。天色已晚，小五郎他們只好在民宿住上一晚。第二天，在小蘭的提議下，大家去附近的洞窟景點參觀，卻意外撞到鎮長帶著天狗的面具，在洞窟懸崖上的祠堂上吊自殺。鎮長為何要扮成天狗？他自殺的動機又是什么？

柯南跟著步美等人調查他們目擊犯人的樓層，圣誕節的百貨商場人流量非常多，他們三人在目擊犯人時都沒有看到犯人的臉，綜合他們當時所遇到的場景柯南有了線索。步美等人的證詞都沒有錯誤，出現不一致的原因是外觀印象會受到周圍環境的影響，而綜合這些證詞后符合條件的人只有一個。

毛利一家大早上就來到了白羅咖啡廳，安室特制的蛋糕是店里的招牌，但打開冰箱后卻發現蛋糕融化了。少年偵探團聽到柯南在白羅咖啡廳便全跟了過來，得知蛋糕融化后他們都很失望，為了讓伙伴們吃到安室的蛋糕柯南準備著手調查此事，經過了幾天的監控他們并沒有找到原因，這起蛋糕融化事件的真相到底是什么？