柯南等人在壽司店用餐時，突然有一位女士沖進來聲稱店里有人偷了自己的手包，手包內有一張中了大獎的萬馬彩。據這位女士所說，犯人的袖口上會留有自己手指上的血跡，然而經過檢查，在座的客人們并沒有人袖口上沾到血跡。此時，毛利小五郎想到自己之前撿到一張中了大獎的萬馬彩，并且中獎金額和這名女士丟失的相同，心中感到十分不安。

若狹老師不慎將話劇演出要用的屏風弄臟，柯南一行跟著若狹老師回到公寓幫忙重畫，完工后隔壁房間傳來了噪音，元太和柯南前去抗議時遇到了新的案件。死者是一名模特，而她的男友是有名的高爾夫運動員，若狹老師在早上聽到了兩人的爭吵，而柯南已經確定了誰是兇手，現在只差找到關鍵的證據。

小五郎讓柯南和小蘭陪他一起去位于大分的別府溫泉旅行，說到別府溫泉最有名的莫過于地獄巡游之旅，就在小蘭和柯南興致勃勃討論的時候小五郎卻在一旁默不作聲。在柯南和小蘭的逼問下小五郎才說出了實情，這次的旅行目的是尋找仲代電氣社長的女兒麻奈美，柯南根據照片找到了麻奈美所住的旅館，但這僅僅只是開始。

通過與世良的接觸，柯南回憶起與世良初次相遇的情形。十年前，秀一從美國回到日本，與家人一起在海灘游玩，恰好偶遇了年幼的新一和小蘭。沉迷偵探游戲的新一引起了秀一的興趣，正當二人交談甚歡時，突然有一輛車從沿海公路上沖破護欄墜入深海。秀一馬上潛入海中實施救援，卻發現駕駛員已當場死亡。根據秀一的推斷，案發前車上應該還有死者的同伴，而死者的身份也是疑點重重……

平次與和葉邀請小蘭和柯南一起去看彩燈，在等小蘭與和葉準備晚飯的期間，平次和柯南去樓下的白羅咖啡館打發時間，不料卻恰好遇到了一起殺人未遂的案件。受害者雖沒有生命危險，但血跡卻濺到了柯南和平次的臉上，二人本以為可以通過血跡找到真兇，萬萬沒想到店內的幾個客人身上均未發現血跡。正當案件調查一籌莫展時，店內一名自稱和田進一的男子突然念起一首和歌，平次和柯南馬上明白了此人的用意，并合力找出了真兇。