古裝劇小說家月形龍太郎的弟子久坂雄一絞死的尸體在公園被發現。以前接受過月形的取材采訪的毛利小五郎懷疑跟久坂爭奪弟子之位的猿橋勝。但是很快猿橋的不在場證明就得以證實。在柯南拼命思考的時候，月形的著作上“逆轉接著逆轉”的文字跳入眼簾。這時終于注意到不在場證明的柯南將有關者聚集起來解明真相。

懷疑小蘭的高中英語教師朱蒂是黑衣組織的成員而拜訪公寓的服部平次與柯南，遇上朱蒂隔壁房間的主人高井墜樓摔死的案件。確信密室狀態的臥室從窗戶墜落的高井不是自殺而是他殺的兩人，在臥室調查中的平次接到和葉從大版打來的電話而明白犯罪手段的平次加上高井留下的證據。兩人向目暮警官建議在臥室重現案發。

阿笠博士帶著柯南和哀拜訪了哀父親的兒時的玩伴出島。但就在這時出島卻被毒死！小哀擔心可能是暗黑組織發現了姐姐留下的東西而殺人滅口，但柯南予以否定并道出了兇手利用廁所的抽紙而實行的殺人計劃，而兇手正是設計所的設計員。案件解決后小哀終于拿到了姐姐留下的媽媽的遺物。另一方面黑衣人一伙似乎也有了新的行動。

玄田宅招供自己就是犯人。柯南、平次和弓長警部在玄田家里發現了竊聽器。而且從諸角亮子手上緊緊抓住的坐墊上找到了更有力的物證。在向諸角明和曾我操夫、權藤系子報告了搜查的結果之后的晚上，玄田家里出現了三個人神秘的身影，而兇手和縱火犯的真面目也終于揭曉。而兇手利用連鎖縱火案來殺害亮子的手法也水落石出。

出席熊本網球大會的柯南他們，大會當日小蘭被誘拐。柯南回想小蘭電話中內容判斷出小蘭現在咋橫濱并在獲悉園子所拾到的手機中接收到的兩條短信的內容后，知道內容來自倉庫。在救出小蘭之后眾人發現立川的目的。頒獎典禮上立川果然當中刺殺成增先生。在來苑子的說服下，最終立川放下手中的刀，放棄了這種極端的復仇之路。