打棒球時，元太不小心傷到一名流浪畫家，送到醫院檢查才知道他失去了記憶，后來畫家悄悄離開。幾日后，畫家的尸體被發現，為調查真相，少年偵探團出動，他們按照畫家的素描找到了一戶叫早瀨的家中，主人熱情招待這群孩子，柯南留意到這位夫人丈夫的遺像和死者很相像，進一步調查后，他將銀杏、窗戶、燒焦的痕跡、帶眼鏡的被害者、墻壁上的畫串聯起來，沒錯！兇手就是她。

一群人為長門會長慶祝生日的時候，他的女婿光明不知被何人襲擊發出慘叫，此時大家在樓下的陽臺上看到長子秀臣口中含刀，當大家趕到時，光明已被推到鐵欄桿外面氣斷身亡，案發之后的第二天，警方在池塘底部發現秀臣，看似自殺的尸體留下一封遺書，而且他違背常理的衣服，透露出秀臣是在案發前就被人毒害投入池塘中。

身體變小后柯南轉入帝丹小學，并結識了步美、光彥和元太。某日，明星洋子來到毛利偵探事務所，說總感覺有人暗中監視她，為了更進一步了解真相，毛利一行人來到洋子住處，可開門后居然有具死尸橫在門口，期間柯南發現了另一名演員優子的耳環并且還注意到洋子的經紀人山岸神態怪異，洋子、山岸、優子到底誰才是真正的兇手。

為找到更多的線索，柯南和服部對長門家的門衛和廚師等人逐一進行詢問，并且在對個個房間的搜查中，找到了女仆口中的床單，而且根據秀臣房間的電話留言，兩人重新推斷出了秀臣的死亡時間，一切準備就緒，服部叫來目暮警官，重現當時犯案的場景，兇手就是那個人，但逼死兇手絕不是一個偵探想要的結果。

小川醫生這兩年來不斷收到未署名的錢和玩具，實在是不知道來歷，于是前往毛利偵探事務所求助。在柯南的提示下小五郎推理出玩具其實是中古品，而小蘭也因此開始懷疑起柯南的身份。在前往小川醫生工作的醫院調查過程中看到柯南翻閱病例的小蘭對柯南的懷疑也進一步加深。最終柯南在千鈞一發之際成功解救了小川醫生的孩子。而柯南也成功化解了小蘭的懷疑。