委托人為表示感謝，招待小五郎三人溫泉旅行，他們在搭乘湯之山縣的列車上，遇到了兩名爭吵的醫生佐藤、伊達，期間伊達曾生氣離開。換乘休息的途中，警察在與湯之山線列車路線基本相同的花之街線列車上發現尸體，柯南洞察到伊達神情怪異有犯罪嫌疑，可他是怎么樣在兩趟不一樣的列車上游走殺人的？

簱本家族的人聚在餐廳斷定兇手就是小武 ，就在長女麻理子擔心去廁所遲遲未歸的兒子一郎時，游輪突然停電，隨之而來的是一郎的慘叫，在黑暗中他被兇手刺傷了腿，小五郎在電源室發現這是有人蓄意的斷電，他立刻命所有人留在餐廳，自己和柯南，小蘭尋找線索，迷霧漸漸撥開，兇手真的是突然消失的小武嗎？

柯南三人在去郊游的路上聽到一聲慘叫，趕到現場的時候發現一名男子痛苦的躺在地上垂死掙扎，不一會就氣絕身亡，在他的旁邊有一瓶卡滋曼，化驗結果顯示，這名男子是中毒而死，有名警員說這個人是米花之狼，曾跟蹤一個女孩子。警方找到這個叫西谷的女孩，詢問后并未發現異常，但柯南認為案件定有蹊蹺，經過反復調查和設想，他終于明白了犯人的作案手法。

小五郎的師傅塩田，在劇院找到了處理威脅事件的小五郎，而此時，他們正趕上女主角祥子和男主角宇田彩排一出殉情的戲碼，可祥子卻在演戲中被真正的毒殺，當所有的嫌疑都指向和水杯有關系的館岡和中山時，塩田卻搖頭否認，期間小五郎意外受傷而離開。思考陷入瓶頸的柯南，從塩田突然談起的芥川龍之介的《蜘蛛絲》得到啟示，找出了兇手。

少年偵探團，在機緣巧合下和最受歡迎組合TWO-MIX的主唱高山美奈美一起吃飯，高山為找搭檔永野椎菜，一人跑出了演唱會的會場。后來在餐廳外，歹徒當著柯南的面將高山推入車中綁架，他們要求少年偵探團拿著TWO-MIX最新的歌曲練習帶去交換人質，歹徒在電話里讓少年偵探團把警察甩掉并讓步美一人前去，于是柯南和步美調換身份。