除了發(fā)現(xiàn)煙頭，柯南還發(fā)現(xiàn)二川身上多處沾有血跡，博士等人也在懸崖上找到了寫有遺書的手機，回到旅館后柯南將這件命案告訴了其他人，就在大家根據(jù)二川留下的遺書認為他是自殺時，柯南卻說他是被人用鋼管擊中頭部墜落山崖而死，于是少年偵探隊便對其他三個可疑人的房間進行檢查，雖然一無所獲，但柯南還是發(fā)現(xiàn)了蛛絲馬跡，他讓灰原配合他演戲，沒想到真的有人上鉤，這個人就是真兇嗎？

小五郎，柯南，蘭，園子為了看伊東玉之助的劇團的戲劇表演，而前往了有名的劇院金丸座。這次，劇團上演的是以《歌劇院的怪人》為藍本改變的《金比羅劇院的怪人》的時代劇，玉之助飾演怪人，女演員輕部蘆美飾演女主角歌手。之后，在彩排中大吊燈突然落下，由于蘆美額頭受了小傷，玉之助不得不在劇院公開了被實際存在的怪人要求更換女主角的事情。

小蘭、柯南、服部以及和葉一行四人去看魔術(shù)師星河童吾的奇幻魔術(shù)秀，在表演水中脫逃的時候，和葉和小蘭以為魔術(shù)失敗，便沖向舞臺準備救人，卻沒想到這只是為了營造舞臺效果而做的表演。為表歉意，和葉和小蘭來到后臺，并在這里遇到范田和姬宮，原來他們都是十年前失蹤的魔術(shù)師正影的弟子，之后，他們四人受邀來到了正影家，可就在這短短的時間內(nèi)竟然發(fā)生了命案。

為了做天體觀測，阿笠博士帶著少年偵探隊來到一個坐落在深山里的旅館，期間結(jié)識了旅館老板天土，以及應(yīng)邀而來的野之宮悅子、二川和御上。就在大家準備上山看星星的時候，居然發(fā)現(xiàn)了一具已經(jīng)化為白骨的尸體，死者還故意留下了死亡訊息——六根煙頭，當晚，二川的尸體被少年偵探隊發(fā)現(xiàn)，并且他的手中也握著煙頭。

牛迂的死因是喝了摻進氰化鉀的綠茶后中毒身亡。神奈川縣的橫溝警官發(fā)現(xiàn)裝著氰化鉀的瓶子翻倒在尸體下。然而牛迂打開了綠茶的瓶蓋后沒人再碰過，因而他斷定這是自殺案件。但柯南卻對此很懷疑。之后柯南發(fā)覺元太的舉止很古怪，于是調(diào)查三瀨等人的車內(nèi)垃圾，找到了決定牛迂絕他殺的證據(jù)。犯人也最終承認了自己的罪行。