柯南和元太等人在外玩耍時，遇到了三個對蜘蛛很有研究的人，于是大家興致勃勃的觀看浦崎所飼養的毒蜘蛛，這時，系川打電話給新野教授，可對面卻傳來一聲慘叫。待大家到達研究所時，教授已經身亡，雖然柯南在現場發現了毒蜘蛛，卻并沒有找到相應的血清，并且他還發現有人對電話動了手腳，由此判斷教授并非死于意外，這是一起謀殺案件，與教授相識的這三名蜘蛛愛好者都有殺人的動機，兇手一定就在他們之中。

小五郎，柯南，蘭，園子為了看伊東玉之助的劇團的戲劇表演，而前往了有名的劇院金丸座。這次，劇團上演的是以《歌劇院的怪人》為藍本改變的《金比羅劇院的怪人》的時代劇，玉之助飾演怪人，女演員輕部蘆美飾演女主角歌手。之后，在彩排中大吊燈突然落下，由于蘆美額頭受了小傷，玉之助不得不在劇院公開了被實際存在的怪人要求更換女主角的事情。

警方并沒有找到柯南等人看到的當時那名男子所穿的灰色外套和背包，就在高木和佐藤準備離開的時候，已經知道兇手手法的柯南有意向他們做出暗示，根據柯南的提示警方破解了兇手制造不在場證明的手法，因此，加藤終究難逃法網。破案之后，高木警官決定在離開之前向佐藤警官表白，可是話剛到嘴邊，目暮警官就突然出現并告訴他……

玉之助因為手握兇器帶著怪人面具昏倒在犯案現場而被警察抓走，另一邊接受調查的贊助商羅臼卻說是玉之助將他邀約出來，這就造成兩人的證詞相互矛盾。柯南在屋頂發現了擴音器，真相漸漸明晰，這時，警局又傳來消息說確定羅臼就是兇手，因為在拐杖上發現了他的指紋，并還發現了投影機之類可以幫助犯案的東西，雖然如此但柯南卻肯定兇手并非羅臼。

中午，昏昏欲睡的柯南和小五郎被樓下的一聲巨響驚醒，趕到現場后發現一名駕駛摩托車的年輕人出車禍而死，他的旁邊散落著大量現金，柯南還發現了一封信和一盒裝有注射藥物的盒子，根據信的內容推斷出這是為贖一個叫堂本的人而準備的現金，警方順藤摸瓜到了堂本家，家人也都肯定了堂本被綁架的事實，柯南從女仆那里了解到堂本家的內部關系后，認定這并不是一起簡單的綁架案。