綾乃在休息日應邀來到了美冬家，誰知在門口時卻聽到了屋內的爭吵聲以及美冬的慘叫，終于打開門的綾乃只看到了美冬的尸體和房內凌亂的腳印。匆忙逃命的綾乃在路口撞上了柯南和毛利并帶他們來到了案發地，而當柯南他們順著屋內遺留的線索找到“兇手”田端時卻發現對方竟然已經死亡。

毛利小五郎受久須美工械廠社長的委托，調查工廠零部件被偷的案件，為了不引起職員的警惕，柯南和小蘭也一同隨行假裝參觀。在對職員們暗中調查后，行為怪異的谷崎成為毛利小五郎的懷疑對象，三人計劃在倉庫抓住罪犯的現行，不料卻發現谷崎死在了反鎖的房間里。正當案件一籌莫展時，谷崎生前研究的老鼠機器人引起了柯南的注意。

走在櫻花盛開的小道上小蘭不由得想起了與新一的初次相遇，那還是在上幼稚園的時候。急忙趕去上班的小五郎不小心踩壞了小蘭的櫻花名牌，英理只能先給女兒用紙做了一塊名牌應急，但小蘭卻因為這塊名牌受到其他小朋友的譏諷，同樣是櫻花班的新一稱自己也丟了名牌，他要求小蘭也為自己做一個。

夜晚園子心血來潮帶著小蘭和柯南來公園里觀賞銀河，不料卻在花壇里發現了一起行兇案。園子透過望遠鏡看到了一雙女子的手，她手上的戒指正在被兇手摘下，園子過于震驚沒有看到兇手的長相。之后園子大概確定了行兇案的方向，帶著小蘭和柯南組成女高中生偵探團去破解這樁行兇案。

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。