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。

毛利一家大早上就來到了白羅咖啡廳，安室特制的蛋糕是店里的招牌，但打開冰箱后卻發現蛋糕融化了。少年偵探團聽到柯南在白羅咖啡廳便全跟了過來，得知蛋糕融化后他們都很失望，為了讓伙伴們吃到安室的蛋糕柯南準備著手調查此事，經過了幾天的監控他們并沒有找到原因，這起蛋糕融化事件的真相到底是什么？

黑田管理官公事纏身最近顯得很疲勞，白鳥警官建議他去露營場好好放松一下，正巧柯南一行人隨若狹留美老師也要去露營。在露營場地，柯南他們遇見了幾位白網大學籃球社的成員，隊員漆原史昭與其他成員關系鬧得很僵，籃球社經理古岡美鳥想借此露營機會讓成員們彼此拉近感情。沒想到晚飯過后，漆原史昭所在的帳篷突然著火，眾人急忙滅火卻為時已晚。

在被害人波土的遺物中發現了他親手所寫的字條，經紀人和社長隨即回憶起了波土生前的往事，眾人這才得知經紀人小姐原來竟是波土的前女友。而在舞臺上發現的繩索和折疊椅也為柯南等人提供了線索，經過波本對繩索的一番講解和演示，眾人共同推理出了波土的死因和兇手的真實身份。

警方開始調查啤酒王子南北家O太郎的死因，大家都有不在場證明，小五郎斷言這是一場意外事故。但警方卻從Q次郎的尸檢報告中發現了疑點，經檢查發現Q次郎尸體肺部里的水并不是池塘水而是自來水，而O太郎的房間里發現了監聽器，上面還有Q次郎的指紋。更令人驚訝的是桌子上留下的指紋是O太郎的，而這指紋竟然與七年前搶劫殺人案犯人留下的指紋是一致的。