柯南，小蘭和小五郎一行三人搭乘開往北海道的特快列車北斗星三號，在通過隧道的時候珠寶商人出云被人槍殺，兇手將車窗射穿跳出車外逃跑，之后警方又在隧道之中發(fā)現(xiàn)了疑似歹徒的男人，這宗命案的過程簡直跟柯南的爸爸工藤優(yōu)作一篇未發(fā)表的推理小說一模一樣，期間一個言行奇怪的女人引起的柯南的注意，在柯南揭穿她的謊言后，她終于暴露了身份。

服部平次邀請柯南與毛利和小蘭來大阪參觀旅行，一行人在旅行途中遇上一件離奇墜樓死亡事件。而這與之前的殺人案有著驚人的相似，疑似連續(xù)殺人案件。在柯南與平次對案情細心的推敲下發(fā)現(xiàn)整個案情指向一位女關系人，而就在這時她卻慘遭滅口，案情越趨險。

小五郎受推理迷林雅人之邀去米花町水族館觀看表演，沒想到在表演現(xiàn)場卻發(fā)生了命案，死者是女演員大沢美智子，警方在調查中發(fā)現(xiàn)大沢的膝蓋處有貼布，詢問了同事后得知，她的腿偶爾會疼痛，并且在檢查了控制室和蚌殼裝置沒發(fā)現(xiàn)異樣后，推斷出大沢死于意外，然而，跟著警方一起調查的柯南還是發(fā)現(xiàn)了蛛絲馬跡，認為這是一件有預謀的殺人案件。

原來這個叫葉才三的人，就是二十年前「四億元強盜殺人案」的主謀，鮫崎和小武郎急忙趕到葉才三所在的101號房卻發(fā)現(xiàn)屋內空無一人，反而吵醒了睡在隔壁的服部，之后，大家找遍交響樂號也沒有發(fā)現(xiàn)葉才三的身影，如果挨過今晚，法律將不再追訴他們二十年前所犯下的罪行，葉才三和他的同伙也將恢復自由之身。十二點之后，甲板上傳出槍聲旗子也被人點燃，柯南發(fā)現(xiàn)了一張寫有奇怪語句的紙鈔，這時，船尾發(fā)生爆炸，而在這熊熊大火之中，隱約可見一具尸體。

貴和子的未婚夫雅彥打來電話希望朋友們可以把保險證送到醫(yī)院，于是，一群人便驅車趕往醫(yī)院，途中柯南從小蘭和她媽媽妃英理的談話中得到啟示，趕到醫(yī)院時貴和子還沒有脫離危險，柯南麻醉小五郎后，讓大家來到院長室將整個案件的來龍去脈詳細分析，并找出了蓄意謀害貴和子的兇手。