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。

在醫(yī)院醒過來的小蘭看到麻美平安無事便和園子一起出去買東西，但等她們回來之后卻發(fā)現(xiàn)麻美不見了。另一邊，柯南還在為找出事故原因向消防員詢問現(xiàn)場狀況，并下山去沢井等人去的便利商店詢問當時他們買東西的場景，在老板指出有一人行動奇怪后，柯南便知道了放火就是那個人！

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，柯南因看到遠處樹上掛著的不明物體差點墜落陽臺，而當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？

雖然少年偵探團被發(fā)現(xiàn)且命懸一線，不過幸好柯南及時趕到，大家得以解救，至于這個黑衣女人根本不是組織里的人。回家的路上，灰原識破柯南的身份并說自己是黑衣組織的人，而阿笠博士現(xiàn)在已經……，聽到這些，柯南匆忙趕去博士家卻發(fā)現(xiàn)博士安然無恙，而這時灰原也回到家，原來她因為姐姐的事情已經背叛了組織并且服用了和柯南一樣的藥讓身體變小，走投無路之下來到工藤家，被博士發(fā)現(xiàn)而收留。

在甲板船頭的尸體不是別人，正是讓大家誤認為已經死亡的蟹江，之后，柯南又在船的外圍發(fā)現(xiàn)繩索梯子，這說明蟹江一直藏身于此伺機而動，并且柯南還在船頭欄桿上發(fā)現(xiàn)了剝落的油漆和燒焦的痕跡，將所有的線索串聯(lián)起來，兇手漸漸浮出水面，這時，柯南接到一通電話，原本很擔心平次的他卻突然對小蘭調侃起了服部，服部是否真的平安？這件與二十年前案件相關的兇案真相到底是什么？