毛利小五郎撿到一張中了大獎的賽馬彩票，便帶著柯南和小蘭一起去壽司店慶祝。壽司店內新來的廚師很喜歡推理，與毛利小五郎交談甚歡，期間有三名客人陸續來到壽司店用餐。就在大家酒足飯飽準備離開時，突然有一名客人沖進店內，聲稱店里有人偷了自己的手包。隨后這名客人在壽司店的洗手間內找到了遺失的手包，經過一番檢查后，她告訴眾人自己丟了一張中獎的賽馬彩票。

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。

音樂人波土祿道發表了新歌并準備召開演唱會，柯南等人約定一起去看波土的彩排表演。來到表演廳外的眾人偶遇了波本和小梓，卻被工作人員通知表演臨時取消。正當眾人在表演廳外交談時，前來做消防檢查的警察卻突然發現波土祿道被吊死在了舞臺正中央……

小五郎帶蘭和柯南來到東京附近的度假山莊放松，在那里遇到了同樣來休閑的女大學生三人組。小五郎伴著美景喝了許多酒，正當他昏昏欲睡之時，河邊突然出現了異變。河水突然變紅，順水而下居然有一具尸體飄了過來，小五郎立刻清醒跳河救人，等打撈上來后大家驚覺這居然是剛才的女大學生之一的秋葉夕子。

警察開始調查帳篷燃燒的原因，籃球社的成員都有不在場證明。柯南從段野的證詞那里發現了奇怪之處，黑田管理官也發覺了異樣，這不是一起意外自殺，而是故意殺人事件。柯南從大家做的橡子挑擔偶人得到了啟發，懷疑是有人做了一個自動起火裝置故意暗殺了漆原史昭。