委托人為表示感謝，招待小五郎三人溫泉旅行，他們在搭乘湯之山縣的列車上，遇到了兩名爭吵的醫生佐藤、伊達，期間伊達曾生氣離開。換乘休息的途中，警察在與湯之山線列車路線基本相同的花之街線列車上發現尸體，柯南洞察到伊達神情怪異有犯罪嫌疑，可他是怎么樣在兩趟不一樣的列車上游走殺人的？

柯南注意到這些音符并將其解讀，這時，當地的老警察說倉庫里有麻生圭二留下來的樂譜，這種重要線索柯南自然不會放過，他和警察一起去找樂譜，而這期間，一直精神怪異的西本上吊死亡，腳下還留有遺書，柯南推斷出這是他殺，當在看到麻生圭二留下來的樂譜后，柯南斷定出了兇手，他利用變聲領結和廣播室說出真相。

經過小五郎和警察和志的勘查，推斷出由美并非自殺而是他殺，小五郎也下定決心要為由美報仇親手揪出犯人，并將目標鎖定在阿淳、和志、行雄和紀子剩下的朋友中，這時，阿淳說自己曾在五點的時候看到過由美，案件出現了矛盾，死于下午三點的由美怎會在五點的時候出現，這到底是鬼魂還是兇手為了蒙蔽大家采取的手段？

就在警察要強行帶走小五郎時，柯南在機械室和浜田的尸體上發現的有力證據幫他洗清了嫌疑，而目前最有可能殺人的就是上原，當大家要暗中逮捕上原時，木下出面說自己去勸他自首，五分鐘后，屋內響起槍聲，上原射傷木下逃跑。柯南重新回到竜神號調查并和鈴一起進入海軍山洞，卻在這里發現上原的尸體……

女性實業家兒島郁子在家中被殺，死的時候她身著睡衣臉敷面膜，在這個案件中有三名嫌疑人，TM證券營業所的警衛泉、死者的女兒千尋以及尸體發現者吉岡，他們都曾在死者生前與她見面，泉可以暫時排除嫌疑，因為案發時他正好碰見小五郎，可千尋卻說他有殺人動機，三名嫌疑人陷入了互相揭露動機之中，「兇手的指針」在他們三人徘徊，可真相只有一個。