夜晚園子心血來潮帶著小蘭和柯南來公園里觀賞銀河，不料卻在花壇里發現了一起行兇案。園子透過望遠鏡看到了一雙女子的手，她手上的戒指正在被兇手摘下，園子過于震驚沒有看到兇手的長相。之后園子大概確定了行兇案的方向，帶著小蘭和柯南組成女高中生偵探團去破解這樁行兇案。

柯南等人在壽司店用餐時，突然有一位女士沖進來聲稱店里有人偷了自己的手包，手包內有一張中了大獎的萬馬彩。據這位女士所說，犯人的袖口上會留有自己手指上的血跡，然而經過檢查，在座的客人們并沒有人袖口上沾到血跡。此時，毛利小五郎想到自己之前撿到一張中了大獎的萬馬彩，并且中獎金額和這名女士丟失的相同，心中感到十分不安。

不分晝夜騎著巨大摩托車四處游蕩的天城達也遇害，生前給周圍居民帶來不小困擾的他遭到了人們的冷漠對待，大家都很慶幸有人殺了他。應當擔任與天城達也溝通協商的居委會會長番藤彥一死在了自己的家中，雖然現場布置成了自殺的模樣，但柯南和小五郎還是看出了端倪，這一點被咖啡廳的老板金滿豐子證實，她提出昨晚番藤根本就不會與天城見面。

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。

受宿里村村長之邀，柯南和平次等人共同前往宿里村尋寶。到達旅店后，通過與其他幾位考古學家和歷史學家交談，他們得知在寶藏的埋藏之處曾發生過塌方事故，其中一位外國挖掘隊員在彌留之際寫下了意為“鵺”的字條，而鵺正是傳說中極為兇猛的怪獸。飯后當眾人準備回房休息，平次卻突然發現門前失火，眾人在火中看到了體型巨大的怪獸。為了一探究竟的柯南和平次在追蹤怪獸的過程中，卻發現了倒在血泊中已經喪命的歷史學家。