柯南，小蘭和小五郎一行三人搭乘開往北海道的特快列車北斗星三號，在通過隧道的時候珠寶商人出云被人槍殺，兇手將車窗射穿跳出車外逃跑，之后警方又在隧道之中發(fā)現(xiàn)了疑似歹徒的男人，這宗命案的過程簡直跟柯南的爸爸工藤優(yōu)作一篇未發(fā)表的推理小說一模一樣，期間一個言行奇怪的女人引起的柯南的注意，在柯南揭穿她的謊言后，她終于暴露了身份。

對暗號進行仔細研究后，柯南將其破解，順著暗號的指引，他們找到了暖爐下新的圖案，只是這個暗號指向了盤子，一切又回到了原點，柯南百思不得其解，之后，他注意到這些帶有暗號物品的擺設(shè)位置，將他們連成一線，沒錯，機關(guān)就是天花板上的吊燈，將吊燈旋轉(zhuǎn)后，二樓的密室被打開，然而這個閣樓上居然有一堆白骨！

找到兇器成了破案的關(guān)鍵，小五郎發(fā)現(xiàn)抽屜里的冰鎬少了一根，加之對大家物品的檢查認定矢代就是兇手，可是柯南卻發(fā)現(xiàn)消失的冰鎬被用來固定植物了，繼而小五郎又認定上森的兒媳熏兇手，熏指出這里的每個人都有殺人動機并否定自己是兇手，到底誰是兇手呢？這時，柯南從目暮警官和小五郎的談話中得到啟示，找到兇器之后，沒錯，兇手就是那個人！

小五郎受推理迷林雅人之邀去米花町水族館觀看表演，沒想到在表演現(xiàn)場卻發(fā)生了命案，死者是女演員大沢美智子，警方在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)大沢的膝蓋處有貼布，詢問了同事后得知，她的腿偶爾會疼痛，并且在檢查了控制室和蚌殼裝置沒發(fā)現(xiàn)異樣后，推斷出大沢死于意外，然而，跟著警方一起調(diào)查的柯南還是發(fā)現(xiàn)了蛛絲馬跡，認為這是一件有預謀的殺人案件。

柯南在死者村西真美家發(fā)現(xiàn)了四處疑點，在少年偵探隊的提醒和暗示下，高木終于知道了案件的真相，大家找到真兇用證據(jù)讓他承認罪行。而另一邊，杯戶美術(shù)館則即將在市民的矚目和阿笠博士的熱帶彩虹炸彈中爆破，可佐藤警官和東田還在美術(shù)館內(nèi)，情況危急，佐藤警官真的會葬身美術(shù)館嗎？