小說家萬田年久在旅館里趕寫小說，在編輯島木催稿離開房間后，萬田化裝成服務生，帶著貓咪諾貝爾離開了旅館。萬田路過柯南等人打簡易棒球的場地，進入了弟子原本高平的家。萬田從代理作者原本那里得到原稿后，將其殺害了。而偶然將球打入的柯南一行進入房間后發現了被殺的原本。柯南則發現了萬田的不自然。

柯南、小蘭和小五郎一起去逛商場，沒想到書店附近傳來了一聲尖叫，只見一名男子渾身是血昏倒在地，接到電話的警方火速趕到并立刻封鎖現場，期間柯南和偶遇的灰原從一名小偷那里得知了歹徒的些許信息，之后，二人又對樓上的牙科診所進行了調查，根據搜集到的信息，他們鎖定了目標，就在歹徒企圖再次傷人時，警察及時趕到。

根據這個如此漏洞百出的犯案現場，柯南推斷前來拿走照片的人并不是黑暗組織，為查明真相，柯南讓店長分別給三個有備份鑰匙的人打電話詢問他們的行蹤，卻并未發現有何異樣，然而，一切都逃不過柯南敏銳的眼睛，他將凳子上汗漬與這三個人是身形相聯系，斷定拿走照片的人就在他們之中并且這個人現在就在房間里。

放課后，小林老師神神秘秘的讓同學們都離開教室，待大家午餐完畢返回教室，卻發現黑板上留有一張“怪人二百面相”的字條，柯南一眼就看穿了這個江戶川亂步迷老師的意圖，之后，同學們又紛紛從自己的抽屜里找到了數字和篩子的圖紙，柯南輕松看出暗號的所指，就在他要揭秘時卻被廣播叫走，解謎的重任就交給了1年B班所有同學，沒有柯南的幫助，他們能否解開暗號找到老師呢？

超級粉絲庵野先生看過照片之后十分確定英祐的姐姐就是水無憐奈，他還特意播放了一段水無憐奈在火災中獻血的的影像，但即便如此，英祐還是不承認這個主播就是姐姐，因為她和曾給自己輸過血的姐姐的血型不同。幾日后，英祐再次來到事務所，說自己會去奧平家取媽媽留下遺物，碰巧小五郎也正準備去那里調查一年前發生的命案，于是，一行人來到奧平家，柯南從親子手冊上確定了英祐的血型，而另一邊，小五郎也展開了調查。