此次幽靈恐慌的第二天，柯南他們下榻的民宅的主人—永倉先生被人襲擊了。永倉先生雖然沒有生命危險，但是犯人是誰卻不得而知。警察以重要參照人為理由帶走了從在進行地球遺產登陸委員會那里派來的缺德調查官川治，但柯南卻發覺這其中不自然的地方，最終少年偵探團的各位找到了真正的犯人并將找出了幽靈少女的真相。

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。

柯南、小蘭、小五郎等到小天狗山遠足，目擊了在山頂管理事務所工作的平井高也從山崖上掉下來。他們急忙到崖下去看時，平井已經死亡。同事務所工作的近藤英一郎說本來應該是自己去的，為此泣不成聲，警方打算按照事故處理，柯南卻發現這不是突發事故而是一起殺人事件！而在調查之后柯南也發現了兇手的真實面目以及犯罪手法！

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。

追蹤光彥而來到群馬縣山中的柯南他們，得知一名連續殺人犯逃入了同一森林中。沿著小河走的光彥與推理中的柯南用偵探徽章呼叫他時，光彥被殺人犯逮著。哀告訴柯南沼淵原來是組織的成員?？履险嬖V哀光彥來此的目的時，光彥的徽章聲音迫近了。終于在眾人找到光彥的時候驚訝的發現他和光彥在一起！原來兩人都只是為了來看螢火蟲。