沒過多久本堂瑛佑再次找到小五郎說他在網上發現了一件有趣的事情，于是就把他們帶到了鳥矢町，沒想到竟然在這里遇見了高木和目暮警官，他們正在調查一起兇殺案，死者是住在附近的船本太太，就在大家詢問案情的期間，船本家的兒子透司說兇手是一個穿著黑衣服的外國女人，難道是黑衣組織？這時，柯南突然想起這個小男孩就是曾出現在水無憐奈車禍現場的人。

柯南、少年偵探團、哀、阿笠博士來到阿笠博士友人所在村莊觀光，在夜晚的溪邊等待放螢火蟲時，村長的兒子中嶺和助手垂水乘坐運送螢火蟲的貨車到達。垂水打開貨車上的箱子，螢火蟲便成群結隊的飛了出來。元太為了要抓螢火蟲，爬上了貨車，隨手拿走了貨車上的手電。在大家陶醉于欣賞螢火蟲時，助手垂水接到一通中嶺打來的電話，說中嶺在烏帽巖，救命。柯南等人到達時，發現中嶺已經死在車內，地上放著疑似有毒的飲料瓶，車內還飛著一只……螢火蟲。。。

小五郎載柯南和小蘭去泡溫泉的時候，目暮警官突然打來電話，說他們租來的這輛車子上被人安裝的炸彈而且時速必須保持在20公里以上，否則就會引起爆炸，面對這種突發狀況，小五郎只能繼續開車等待警察前來救援，但是即使打破玻璃救走小蘭和柯南，卻依舊無法保證小五郎的安全，如何讓車子在保持時速的情況下停止？犯人到底與小五郎又有何恩怨？

在東京的松陰神社，少年偵探團及時救下了被男子襲擊的小早川公子小姐，為了尋找她爺爺藏起來的足以買下國家價值連城的寶藏，大伙一起前往她的老家津和野在中途的新山口車站，遇到了自稱是公子小姐的朋友川子茂先生，但柯南和灰原注意到這并非他的真名，到達之后，他們又發現了新的暗號，順著線索來到了萩市，沒想到襲擊公子小姐的人那些人將灰原、光彥和公子小姐帶走。

當晚，這名潛入醫院的黑暗組織同伙南田陸道果然展開了行動，但同時FBI也暴露了行動，南田陸道在驅車逃跑的過程中舉槍自盡，雖然柯南破壞了他的手機但他還是通過其他手段將搜集來的信息傳給了組織。既然事情發展到這種地步，轉院無疑就是在向黑暗組織昭示水無憐奈就在這里，所以只能另想對策。另一方面，英祐伺機潛入了水無憐奈的病房，并發現她早已從昏迷中蘇醒。