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。

阿笠博士帶著少年偵探隊來到岡山縣倉敷市展開了一場古代史之旅，他們在這里結識了因同學會而重新聚在一起的五名男女，然而就在大家按照撿來的暗號進行尋寶時，卻發現那五人中的一人突然死亡，另外一個則被當做重要關系人接受調查，根據少年偵探隊所找到的時光保存罐以及死者留下的死亡訊息，柯南斷定兇手就在剩下的四人中，但要抓住真兇，就必須要找到其他兩個時光保存罐。

新田太太在路上偶遇買蛋糕的柯南和小五郎，于是，她急忙將小五郎拉到自己鄰居山本的住所，拜托他處理山本自殺的案件。從現場來看，死者山本是坐在沙發上，嘴巴大張用自己的改裝手槍結束生命，同時在扣動扳機的瞬間也打破了裝有蝴蝶的恒溫箱，柯南認為這是一起謀殺案，但是兇手是如何讓死者嘴巴大張，從而營造出自殺狀態？

柯南、步美等人在阿笠博士的帶領下，來到假面超人的拍攝現場，不巧正好碰上攝制組休息，在這期間不時能聽到陣陣的爭吵聲，劇組工作人員深町堅決反對特效演員力石表演危險動作，可是力石卻倔強的想要證實自己的實力，結果在表演中發生了意外，他的車子沖破柵欄從樓頂摔了下來，力石當場死亡，當所有人都為這場意外感到惋惜時，柯南卻看出了這是巧妙布局的殺人事件。

柯南等人掉落屋低之后，發現這個別館的地下居然是一個巨大的迷宮，大家團結一致將衣服拆開，利用毛線引導道路，雖然走了很多冤枉路，但還是找到了出口。而此刻距離解謎的結束時間只有三個小時，這時，窗外的一束光給了柯南提示，他跑出東之天使那里，把找到的黑色水晶按放在相應的位置，寶藏的所在也顯現出來，這時，時鐘不顧一切的沖向寶藏，他到底是什么人？