小蘭去找新娘香取茜草時，卻發現休息室內空無一人，于是柯南和小蘭等人分頭行動。根據那張繡球花的照片，柯南在噴泉的雕像上找到了丟失的紅寶石戒指，可是茜草依舊不見蹤影，小蘭和園子在風車木屋附近找到了茜草的一只高跟鞋，便斷定她一定是被人綁架了，這時，時鐘響起柯南聽出了其中的怪異，便循著聲音找到了茜草，可茜草卻說真正有危險的是阿妙婆婆……

在從伊豆回來的路上，因為小五郎的車子出了故障，柯南等人借住KURON健康器具公司的山莊。而此時，山莊里的3人正在新制品藥物社內研究的關鍵時刻。第三開發部部長平松正樹的制品馬上就要被采用了，然而社長梅谷四郎被刀刺傷，并平松也遭遇車禍身亡。看似事故的現場柯南卻有著不一樣的看法。

某日，童星絹川和輝來到毛利偵探事務，委托小五郎根據他媽媽寄來的明信片找出她的所在，于是，柯南一行四人跑遍熱海的旅店進行詢問，最終找到了有這張明信片的旅店，店里除了三名女店員，還有一位叫下鴨的客人，當晚，小蘭去給下鴨送鏡頭蓋時，卻發現他被人勒死在浴室中，趕到案發現場的警察從下鴨當時拍攝的照片中發現，兇手是一個胸口有痣的女人，絹川得知后很難過，因為他母親的胸口就有一顆痣。

小五郎受委托調查游戲軟件工程師板倉死亡。目暮警官斷定是心臟病發作的殺人事件。小五郎懷疑三名委托人是嫌疑犯，但沒有證據。柯南為了得到記錄著黑色組織線索的被害者日記磁片，急于解決事件。但一直沒有機會。而在案件調查方面最終在看到不自然的圍棋盤之后柯南得知死者留下的死前訊息并指出了兇手的所在。

此次幽靈恐慌的第二天，柯南他們下榻的民宅的主人—永倉先生被人襲擊了。永倉先生雖然沒有生命危險，但是犯人是誰卻不得而知。警察以重要參照人為理由帶走了從在進行地球遺產登陸委員會那里派來的缺德調查官川治，但柯南卻發覺這其中不自然的地方，最終少年偵探團的各位找到了真正的犯人并將找出了幽靈少女的真相。