以幕末的長崎為舞臺，有坂本龍馬擔任的偵探而活躍的推理劇，正在負責寫腳本的編劇家耕作先生突然消失蹤影，只寫了一半的劇本則委托小五郎先生幫忙推理出劇中的真正犯人，調查了耕作房間的柯南等人發現了許多古董美術品竊盜團的簡報，這一切似乎都有著隱情。失蹤中的耕作先生利用郵件將后續的劇本傳送過來，在劇本中出現了奇怪的臺詞。

在靜岡縣寫小說的推理作家海棠千賀小姐招待毛利小五郎來她住的別墅，希望小五郎分享關于名偵探的辦案經驗，沒想到見面后卻沒有要聽小五郎分享的意思，而是一直在說自家人內部的矛盾。次日早上醒來的柯南等人發現海棠一家還沒起床，再到臥室后才發現海棠夫婦以及海棠小姐的徒弟幸子小姐全部都被毒殺。

紅色噴漆事件是近期發生的惡性連續破壞車輛案，沒想到千葉警官的車子也遭到毒手，接到報警電話和由美警官一起趕來的女警新人竟然就是千葉警官的初戀情人淼子，知道這些的柯南等人順水推舟讓千葉和淼子一起調查此案，想要借此機會讓遲鈍的千葉回想起來，而在兩人調查的地下停車場內卻發生了追撞事故，而這次事故似乎與紅色噴漆事件有著關系。

在小蘭做出大膽舉動的同時新一也開始了推理，當沢栗熏得知最后離開妹妹房間的人是光井后，便將槍口指向她，但新一卻說兇手不是她，緊接著他說起了死者的成名推理作品，將沢栗未紅與書中主人公的命運向聯系，正是這種亦真亦幻的錯覺導致她自殺死亡，聽到新一這樣的推理，沢栗熏難以接受，就在他精神崩潰之時，警察沖進來將他制服，雖然最大的威脅解除，但這起案件并未結束。

少年偵探團利用連休來到了京都，他們是為了乘坐神盾艦體驗航海的樂趣，但跟著他們一起前來的園子、小蘭和小五郎卻對小吃和酒更感興趣。京都的日式甜點是小蘭非常喜歡的甜點，但她購買的老店中卻沒有了巧克力口味，慌忙跑進來的社長竟然稱所有分店的巧克力口味都憑空消失了，聽到小五郎名號的社長急忙拜托調查。