步美有個朋友答應送給她豪華的七段裝飾人偶，因此步美約柯南等人來到此人家中。正巧同幢公寓里住的津曲水貴與古董鑒定師三重芳春也來到這戶人家，希望主人能轉讓一幅價值數千萬的壁畫。女主人觀野節子和繼母彌生拒絕了2人的請求，但就在主人外出后，那幅壁畫失竊了。在警方的調查下少年偵探團的各位發現了現場的些許的不自然的地方!

柯南等人在警視廳鑒證連續發火現場遺留的紅馬現場照片，發現其中1張紅馬上有“兔”字，由此推出“紅馬”是三國志中出現的赤兔馬。另一方面，古董品店長玄田隆德到訪諸角宅，由于他打算送給諸角亮子的塑像是騎乘著赤兔馬的關羽，玄田的名字引起了搜查線上的注意。在一系列的推理調查之后玄田被捕了，但柯南和平次卻發覺了這其中的異樣。最終在柯南和平次的聯手調查下犯人的真面目慢慢浮出水面。

玄田宅招供自己就是犯人?？履?、平次和弓長警部在玄田家里發現了竊聽器。而且從諸角亮子手上緊緊抓住的坐墊上找到了更有力的物證。在向諸角明和曾我操夫、權藤系子報告了搜查的結果之后的晚上，玄田家里出現了三個人神秘的身影，而兇手和縱火犯的真面目也終于揭曉。而兇手利用連鎖縱火案來殺害亮子的手法也水落石出。

眼看車子馬上到達賢橋車站，但與黑色組織接觸之前，柯南還要先處理一件事情，那就是揭穿車上的這兩名珠寶大盜，將他們制服以后，柯南讓阿笠博士報警，而自己則只身犯險進入車站，他將碟片和支票都放在儲物柜里，自己躲在一邊暗中觀察，當沃克拆除碟片時，今恩出現，他看出了柯南想要收集他們指紋的目的并推斷出他就在附近，于是便開始尋找，只聽兩人腳步漸漸逼近……

這件兇案的最大疑點就是，兇手從這個亂七八糟的黑暗房間逃跑的時候，居然沒有發出任何聲響，而且門鎖也沒有被破壞的痕跡，由此看來，睡在死者身邊的穗島嫌疑最大，可穗島卻說唐田和根上也都有這間屋子的鑰匙，于是，警方找來這二人進行偵訊，得知案發時兩人都沒有不在場證明，既然如此，嫌疑犯就有三人，這時，警方發現死者身上少了一顆紐扣以及地上的攝影機，查看過影像大家仍未發現有何異常，而那顆不翼而飛的紐扣就成了破案的關鍵。