園子中學時的好友矢內小姐拜托小五郎幫她重新調查姐姐的自殺案件，而她也是這次事件的目擊者之一。被警方認定為自殺案件的這起事件還存在著很多疑點，事發當天正在商量明年創立祭的矢內小姐和顧問児玉老師看到了受害人在模型社里自殺的一幕，第一個趕到現場的是受害人的未婚夫柴垣老師，而柯南在還原現場時看出了端倪。

警方、柯南以及公車上遇到過的偵探世良真純一起進入別館進行調查，他們在二樓發現了帶有釣魚線的電動輪椅，在死者墜落的六樓發現了窗戶下方的油漆和油桶，加之別館使用的是前后各有一扇門的電梯，將這些線索全部串聯起來之后，柯南發現兇手就是那個人！世良先柯南一步破解案件并場景重新，然而結果卻并非大家所期待的那樣，人偶并沒有墜樓，到底是哪里出現了錯誤？

被初音小姐雇傭的偵探安室透在調查伴場先生時發現了一件事，初音小姐和伴場先生都是從同一間飯店獲救的嬰兒，兩人都是在身份不明的情況下在同一所教會中撫養長大，聽到這些之后的初音非常在意。所有的證據都指向了伴場先生，在車底找到初音小姐掉落指甲的柯南似乎看出了事情的真相，這背后或許有著令人悲傷的事實。

受百合香小姐之邀小五郎帶著小蘭和柯南前往了葡萄園，在那里他們看到了前來簽合同的山口先生，而百合香小姐的丈夫健吾卻帶著契約不知所蹤。水町帶來的契約上已經有了健吾的簽名，在水町帶著小五郎等人參觀葡萄園時百合香小姐依舊沒能找到自己的丈夫，他們一起前往酒庫后才發現健吾已經遇害，而除了水町之外其他的人都有不在場的證明。

經過不斷的調查，柯南和平次終于知道了這起事件的始末，而小光這時又收到了來自洋房主人的簡訊。假冒小光的合葉在小蘭的幫助下一同打倒了埋伏在南蠻房間里的兇手，敗露了行動的兇手趁著昏暗的光線從暗道逃跑，被卡在暗道出口的他遇到的是平次和柯南，而兇手在燈光下顯現出來的臉是……