高木警官和佐藤警官瞞著警局里的同事們，偷偷在熱帶樂園的水世界見面，為了阻撓他們的約會，警局的同事們暗中搗鬼，安排柯南，光彥等人出現在他們面前，就在這個時候，高木警官原本裝有求婚戒指的包居然出現毒品，之后，他意識到這一定是在搭乘“海地五萬里列車”時被人調了包，柯南根據這個包包的肩帶判斷出他的主人是個左撇子，并根據當時所拍攝的照片和游客所填寫的信息表，將目標鎖定在一個叫高城登的人身上。

元太、光彥、步美目擊殺人事件。3人看見犯人要乘坐輕型卡車逃走，便潛入卡車跟蹤并聽見挖掘洞穴及埋東西的聲音。次日，柯南與小五郎造訪卡車的所有方的倉田運輸，開始調查。在調查之后眾人并沒有找到可疑的地方，之后柯南提議首先找到兇手隱藏尸體的地方，在不斷的尋找之后少年偵探團的各位終于找到藏尸的地方而正在這時兇手出現，在眾人的齊心努力下，兇手終于被制服。

小五郎受到一出推理劇的邀請負責前言部分的講解，巧合的是他在這里與他的國中同學，當前的大明星雨城瑠璃再度重逢。片場的偵探演員風見良輝，總是惡語傷人，把每一個人都搞的很不愉快，于是，導演建議大家先休息三十分鐘，此時正好下起了大雪，瑠璃邀請大家外出賞雪，可是沒過一會兒，別墅內傳出了瑠璃驚恐的尖叫，柯南等人急忙趕去，看到的卻是倒在血泊里的風見，警方趕來后對波原霞、南云曉、南云伸晴和雨城瑠璃這四名最有嫌疑的人進行了搜查，然而卻并未發現兇器。

在從伊豆回來的路上，因為小五郎的車子出了故障，柯南等人借住KURON健康器具公司的山莊。而此時，山莊里的3人正在新制品藥物社內研究的關鍵時刻。第三開發部部長平松正樹的制品馬上就要被采用了，然而社長梅谷四郎被刀刺傷，并平松也遭遇車禍身亡。看似事故的現場柯南卻有著不一樣的看法。

柯南等人在警視廳鑒證連續發火現場遺留的紅馬現場照片，發現其中1張紅馬上有“兔”字，由此推出“紅馬”是三國志中出現的赤兔馬。另一方面，古董品店長玄田隆德到訪諸角宅，由于他打算送給諸角亮子的塑像是騎乘著赤兔馬的關羽，玄田的名字引起了搜查線上的注意。在一系列的推理調查之后玄田被捕了，但柯南和平次卻發覺了這其中的異樣。最終在柯南和平次的聯手調查下犯人的真面目慢慢浮出水面。