小五郎和他的大學(xué)同學(xué)在弁慶溫泉旅館舉辦柔道社同學(xué)會(huì)，參見的人都是小五郎的死黨，大家一時(shí)興起決定在煙火大會(huì)開始前打桌球消磨時(shí)間，只有由美一人回房休息，煙火大會(huì)開始前朋友們考慮到由美的脾氣，便沒去打攪她休息，結(jié)束后，大家一起去由美的房間，發(fā)現(xiàn)的卻是由美舉槍自盡的尸體，經(jīng)過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)由美死于下午三點(diǎn)左右，也就是大家一起打桌球的時(shí)候。

小五郎的師傅塩田，在劇院找到了處理威脅事件的小五郎，而此時(shí)，他們正趕上女主角祥子和男主角宇田彩排一出殉情的戲碼，可祥子卻在演戲中被真正的毒殺，當(dāng)所有的嫌疑都指向和水杯有關(guān)系的館岡和中山時(shí)，塩田卻搖頭否認(rèn)，期間小五郎意外受傷而離開。思考陷入瓶頸的柯南，從塩田突然談起的芥川龍之介的《蜘蛛絲》得到啟示，找出了兇手。

身體變小后柯南轉(zhuǎn)入帝丹小學(xué)，并結(jié)識(shí)了步美、光彥和元太。某日，明星洋子來(lái)到毛利偵探事務(wù)所，說(shuō)總感覺有人暗中監(jiān)視她，為了更進(jìn)一步了解真相，毛利一行人來(lái)到洋子住處，可開門后居然有具死尸橫在門口，期間柯南發(fā)現(xiàn)了另一名演員優(yōu)子的耳環(huán)并且還注意到洋子的經(jīng)紀(jì)人山岸神態(tài)怪異，洋子、山岸、優(yōu)子到底誰(shuí)才是真正的兇手。

柯南和小蘭在參加天下第一夜祭時(shí)碰到了作家世井，他讓小蘭幫忙拍了幾張照片，這時(shí)，橫溝警官找到世井說(shuō)他的朋友今竹被殺，大家一起趕往犯罪現(xiàn)場(chǎng)，期間，世井用自己的文稿代替今竹的交給了《文藝時(shí)代》的記者，種種跡象表明世井就是兇手，可讓人棘手的是此人有不在場(chǎng)證明——相機(jī)里那些照片，仔細(xì)推敲后柯南發(fā)現(xiàn)了其中的破綻。

委托人為表示感謝，招待小五郎三人溫泉旅行，他們?cè)诖畛藴娇h的列車上，遇到了兩名爭(zhēng)吵的醫(yī)生佐藤、伊達(dá)，期間伊達(dá)曾生氣離開。換乘休息的途中，警察在與湯之山線列車路線基本相同的花之街線列車上發(fā)現(xiàn)尸體，柯南洞察到伊達(dá)神情怪異有犯罪嫌疑，可他是怎么樣在兩趟不一樣的列車上游走殺人的？