目睹柯南墜崖的眾人陷入了痛苦和無助之中，警察署的搜查工作也一籌莫展，然而小哀卻覺得此事另有蹊蹺，便獨自上路尋找柯南。另一方面伊勢原在柯南的幫助下成功脫險，二人在山中的木屋與小哀相遇。在三人的設計和警方的幫助下，抓捕佐羅的行動圓滿完成。正當眾人以為此事已畫上句點時，柯南卻發現案件仍有疑點……

小五郎讓柯南和小蘭陪他一起去位于大分的別府溫泉旅行，說到別府溫泉最有名的莫過于地獄巡游之旅，就在小蘭和柯南興致勃勃討論的時候小五郎卻在一旁默不作聲。在柯南和小蘭的逼問下小五郎才說出了實情，這次的旅行目的是尋找仲代電氣社長的女兒麻奈美，柯南根據照片找到了麻奈美所住的旅館，但這僅僅只是開始。

在幫純子小姐調查入室偷竊的時候小五郎和柯南遇到了一起命案，死者是純子小姐的鄰居北上先生，初步判斷為酗酒墜樓，但在高木警官調查附近鄰居時柯南看出了端倪。所調查的房間里柯南看到了幾處線索，這些都可以說明北上并非意外墜亡，但是柯南還是沒有找到關鍵的證據，小五郎在電梯里整理儀容時柯南突然明白了什么。

根據死者背包中的贓物，秀一判斷該死者可能是一名搶劫犯，同時他發現還有一名嫌疑犯在逃。柯南在秀吉的幫助下帶來了三名有作案嫌疑的游客，經過秀一的推理，真相很快浮出水面，警方也順利抓獲了犯罪嫌疑人。至此，柯南終于回憶起十年前與世良初次相遇的情景，同時他也意識到，世良可能已經知曉自己的真實身份。

為了打開藏有珍貴月長石的機關盒，鈴木次吉郎準備在鈴木大圖書館將機關盒展出，并邀請各界人士前來打開機關盒。同時，他也向怪盜基德發出了邀請，希望借此機會吸引基德并將其繩之以法。收到邀請函的基德如約而至，正當眾人專心致力于打開機關盒時，基德已偷偷偽裝成其他人的模樣伺機以動。柯南能否順利找出基德真身？