小五郎骨折住院，某天夜晚他看到對面的房間有殺人的黑影，匆忙趕去后，卻發現屋里什么都沒有，接下來的幾天，發生了同樣的事情，主治醫師白井說可能是因為疲勞而產生的幻覺，但柯南卻認為事件沒那么簡單，他陪夜的當晚也看到了殺人場景，兩人一起跑出去，當他趕到小五郎身邊時，卻發現小五郎已昏倒，旁邊還躺著已經死去的江藤醫生，小五郎就這樣糊里糊涂的成了「殺人兇手」……

毛利小五郎受古董收藏家丸傳次郎之托，調查他太太丸稻子是否有外遇。結果遇到傳次郎有客人來拜訪。但是兩三個小時過去后仍然不見傳次郎的蹤影，在進入的房間后發現傳次郎已經被殺害！而房間的墻壁上也不滿了劍痕。經過調查后犯罪嫌疑人鎖定在了在小五郎之前來拜訪傳次郎的客人中。最終通過勘察現場柯南發現了死者留下了死亡訊息并最終找出了犯人。

某天小五郎偶遇了大木田社長并把自己的名片給了他。之后的晚上大木田突發心臟病身亡，而小五郎和小蘭，柯南為了配合調查也來到大木田的家里。在調查了現場之后柯南發現了大木田大量出汗的事實，而從現場外面的花和點心處發現了大木田死亡的真正的原因。之后柯南得知了社長和司機之間的矛盾后推理的方向也越加明確最終柯南以新一的身份告訴了暮目警官犯人的真實身份并抓獲了犯人。

柯南、小五郎和小蘭驅車去北海道看丹頂鶴，偶然認識了飼養丹頂鶴的大伯，他邀請柯南他們去自己家入住，大伯的弟弟阿保熱情招待他們，就在這個時候大伯的兒子阿浩和女兒則子為財產的事兒而來。之后，柯南等人一起去泡了溫泉，回到屋子的時候發現大伯被人用十字弓射殺，而阿浩則跑去警局自首，但柯南依據自己對現場的勘查認為兇手另有其人。

兇手看似打破窗戶逃了出去，但柯南和服部發現兇手就在屋內，并且否定了兇手是老板的猜測，而剛才的停電也是人為的。期間，服部一直很在意柯南的種種反應，對柯南產生了懷疑。事件漸漸明晰，服部和柯南知曉了兇手是誰以及他殺死老板和綾子的手法。為了保護自己是工藤的秘密，柯南將服部麻醉說出真相，可讓他沒想到的是，就是這個舉動讓服部肯定了柯南就是工藤。