少年偵探隊為準(zhǔn)備兒童大會要表演的布偶戲，隨一個叫海部大學(xué)生去霧之丘高原進行特訓(xùn)，可是當(dāng)晚柯南發(fā)現(xiàn)同他們一起來的小朋友和相應(yīng)的布偶都不見了，就在柯南和光彥去二樓進行調(diào)查的時候，元太和步美也突然失去了蹤影，因為電話線被不明人士割斷，兩人跑到離這里最近的另一家民宿，卻看到……

小蘭和柯南潛水的時候，發(fā)現(xiàn)了一名女子的尸體，鎮(zhèn)上的驗尸醫(yī)生田中認(rèn)為這是一起自殺事件，但被害人的朋友卻口口聲聲說一定是田中殺的，原來田中為和院長女兒訂婚而拋棄了死者，雖然田中的嫌疑最大，但是他卻有不在場證明，小五郎干著急沒辦法，而柯南則從撿垃圾的爺爺那里找到了一個破洞的游泳圈，并用空瓶子做了個簡單試驗，犯人的手法他已完全明白。

柯南，小蘭和小五郎一行三人搭乘開往北海道的特快列車北斗星三號，在通過隧道的時候珠寶商人出云被人槍殺，兇手將車窗射穿跳出車外逃跑，之后警方又在隧道之中發(fā)現(xiàn)了疑似歹徒的男人，這宗命案的過程簡直跟柯南的爸爸工藤優(yōu)作一篇未發(fā)表的推理小說一模一樣，期間一個言行奇怪的女人引起的柯南的注意，在柯南揭穿她的謊言后，她終于暴露了身份。

服部平次邀請柯南與毛利和小蘭來大阪參觀旅行，一行人在旅行途中遇上一件離奇墜樓死亡事件。而這與之前的殺人案有著驚人的相似，疑似連續(xù)殺人案件。在柯南與平次對案情細心的推敲下發(fā)現(xiàn)整個案情指向一位女關(guān)系人，而就在這時她卻慘遭滅口，案情越趨險。

小五郎受學(xué)生時代認(rèn)識的房東太太宗田光江之托，開導(dǎo)她最近不知為何事而消沉的孫子阿真，數(shù)次敲門無人回應(yīng)，光江用備份鑰匙把門打開，卻發(fā)現(xiàn)屋內(nèi)一片狼藉，而且墻壁上還涂滿了用紅色蠟筆畫的線，大家在浴室發(fā)現(xiàn)了割腕而死的阿真，光江讓柯南找來醫(yī)科大學(xué)的房客城戶，但已經(jīng)為時已晚，小五郎斷定這是自殺案件，但光江和柯南卻認(rèn)為是被人抹殺，這時，大家注意到了在建筑模型里的鑰匙，也就是說這是密室殺人事件！