阿笠博士以少年偵探團為對象進行了一場尋寶之旅，舞臺就是阿笠博士的叔叔住的一個別墅，但在他叔叔過世的50年來，這棟本不該有人進出的別墅卻發(fā)現(xiàn)有人來過的痕跡，他們還找到了一系列由月亮、星星和太陽組成的古怪暗號，連博士事先藏好的玩具也被人用刀劃壞，這幢別墅一定暗藏玄機。

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(nèi)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(fù)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。

警方看到落地窗的鎖上有血跡，并在玻璃碎片上了發(fā)現(xiàn)了一個小洞，柯南和平次作出大膽推測，期間，柯南因看到遠(yuǎn)處樹上掛著的不明物體差點墜落陽臺，而當(dāng)時在旁邊的菊人卻因為懼高癥，沒有伸出援手，所幸有驚無險。在樹上找到兇器之后，兩人將所有的線索串聯(lián)起來，沒錯，兇手就是那個人！他們將所有人都叫到案發(fā)現(xiàn)場，說櫻庭就是兇手，可事實真是如此嗎？

少年偵探團一大早搭乘開往米花樂園的電車，當(dāng)柯南以為沒人和他們一樣時，就來了三個大學(xué)生也上了這趟電車，他們是鐵道研究社的，來這里是為了拍攝地上電車的照片，期間，川崎下車去前方拍攝行駛的電車，可就在電車急速向前時，他突然從梯子墜落到鐵軌上，幸虧司機及時剎車，他才得以保住一命，然而大家剛松了一口氣，卻發(fā)現(xiàn)堀井橫尸車廂……

找到兇器成了破案的關(guān)鍵，小五郎發(fā)現(xiàn)抽屜里的冰鎬少了一根，加之對大家物品的檢查認(rèn)定矢代就是兇手，可是柯南卻發(fā)現(xiàn)消失的冰鎬被用來固定植物了，繼而小五郎又認(rèn)定上森的兒媳熏兇手，熏指出這里的每個人都有殺人動機并否定自己是兇手，到底誰是兇手呢？這時，柯南從目暮警官和小五郎的談話中得到啟示，找到兇器之后，沒錯，兇手就是那個人！