電視臺要制作與小五郎24小時密切接觸的電視節目，為了討論節目內容，小五郎帶著柯南和小蘭隨節目制作公司的社長染井彰吾一起前往東都電視臺制作人中目賴策的家中商討方案，沒想到大門竟然上了鎖而且按門鈴也沒有回應，于是請來管理員打開門進入公寓，出現在他們眼前的是因喝下毒咖啡而身亡的中目的尸體，從在桌面和地面上打翻的咖啡痕跡，柯南看出這是一起密室殺人案。

服部打電話告訴柯南雖然沒有查到水無憐奈的過去，但是找到了關于神秘轉學生本堂英祐的事情，于是，柯南根據服部所提供的情報和阿笠博士、灰原來到了據說有英祐父親照片的模型店店長的家中，可是，店長卻發現柯南要找的照片突然不見了，并且根據房中所留下的痕跡來看，柯南斷言一定有人曾入侵過這個房間。

赤井秀一按照約定來到會面地點，水無憐奈也早已等候在那里，她拔槍直接射穿秀一的肺部，之后又按照今恩的指示朝他的頭開槍，這時，巡邏警車趕來，水無憐奈在留下一枚炸彈后匆忙離開。當FBI得知消息后，爆炸的車內只剩下一具燒焦的尸體，在不暴露秀一身份的情況下，茱蒂確認了那具尸體確實是赤井秀一，雖然損失巨大，卻保住了水無憐奈。

小五郎，蘭，柯南一行人受到虎田直信的委托，負責調查他的兒子義郎離奇死亡的案件，與此同時，服部在虎田的死對頭龍尾家調查他兒子康司的死亡，與義郎相同，康司的尸體旁也擺放了一只死蜈蚣。當晚，和葉和小蘭看到了身著鎧甲的戰敗武士的影子，得知此事后，龍尾家的綾華神大驚失色跑了出去，而發現她的時候，她已經被吊死在一顆樹上，腳下同樣出現了一只死蜈蚣。

茱蒂老師以卡梅隆搜查官女朋友的身份出現瞞過了木暮警官，這時，警方找到了一個裝有雨衣和兇器的紙袋并且還在死者的便簽本上發現了一句疑似死亡訊息的話，根據這些線索，就連第一個發現尸體的女秘書也成了懷疑的對象。另一方面，水無憐奈雖然重新回到黑暗組織，卻遭到組織的懷疑，為了證實她是否被FBI所籠絡，組織派給她一件任務，那就是殺掉赤井秀一。