少年偵探團、灰原與柯南等人發現小說家萬田年久的弟子原本高平在家中遇害。目暮調查了死亡推定時間內的不在場證明。萬田說他從昨晚起一直把自己關在旅館的房間內、案發時也沒出過房間。高木發現旅館和原本家確實很近。可是，島木說自己確實在旅館的候梯廳等萬田，而萬田的貓最終暴露了他犯罪的事實。而最終萬田也承認了自己的罪行。

在屋內調查的過程中，柯南發現了多處疑點，干凈的浴室、沒有插電的刮胡刀、消失的牙刷以及洗衣機內的衣服，就在他苦思冥想到底誰是兇手時，園子無意中的一句話提醒了他，原來榔頭男從一開始就不存在，這不過是都市傳而已，就在目暮警官等人一頭霧水時，柯南將園子麻醉，利用變聲領結道出了真相。

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。

簡單問過案情之后，小五郎隨警方來到案發的二樓進行查看，根據死者頭部的槍傷，推斷出兇手的身高應該在在180cm左右，雖然船本先生有嫌疑但卻低于死者，種種推斷都否決了船本殺人的可能，然而，柯南卻在他輪椅上發現了蔥，沒錯，兇手就是他，可是他到底是如何犯案？消失的珍珠項鏈又被如何處理了？

警方將這三人都帶到了地下停車場，他們分別是兒島、稻垣和玄田，根據受害者指著元太說“L”的信息，步美和光彥就認為歹徒是與元太名字相近的家伙，便分別對他們提出質疑，但都被柯南否定。與此同時，柯南也已經知道了歹徒的身份，他躲在阿笠博士身后，用變聲領結說出了真相！