揭開暑假序幕的星期天，阿笠博士陪著少年偵探團看完電影后往家趕，在電車上他們看到遠方的樓頂上發生了命案，但到達現場后目擊墜落的時間卻是他們看到案情發生后的10分鐘。五層的建筑不可能墜落這么長時間，為了找出案情的真相柯南立即對案發的大樓展開了調查。

經過不斷的調查，柯南和平次終于知道了這起事件的始末，而小光這時又收到了來自洋房主人的簡訊。假冒小光的合葉在小蘭的幫助下一同打倒了埋伏在南蠻房間里的兇手，敗露了行動的兇手趁著昏暗的光線從暗道逃跑，被卡在暗道出口的他遇到的是平次和柯南，而兇手在燈光下顯現出來的臉是……

根據綁架犯的做法柯南判斷是熟悉阿笠博士家的人所為，而最近前來查看古董壺的三組人便成了被懷疑的對象，他們所發來的小貓照片是小蘭媽媽上傳的音像，而這一切只是為了帶走步美的借口，因為他們真正的目的是阿笠博士價值連城的波斯地毯。通過阿笠博士對三組人的描述后柯南鎖定了目標，而步美的耳朵和真正地毯上都留有決定性的證據。

警方、柯南以及公車上遇到過的偵探世良真純一起進入別館進行調查，他們在二樓發現了帶有釣魚線的電動輪椅，在死者墜落的六樓發現了窗戶下方的油漆和油桶，加之別館使用的是前后各有一扇門的電梯，將這些線索全部串聯起來之后，柯南發現兇手就是那個人！世良先柯南一步破解案件并場景重新，然而結果卻并非大家所期待的那樣，人偶并沒有墜樓，到底是哪里出現了錯誤？

少年偵探團對于賈斯丁的事件還是非常在意，偷偷溜出來的他們和柯南一起展開了調查，聰明的賈斯丁并沒有坐以待斃，顯眼的他四處留下關于自己的信息，而柯南根據這些信息終于找到了他。犯人終于被捕，但事件卻還沒有結束，熊紋公司的社員井上先生有著太多的疑點，柯南能感覺到這件事情還不止這么簡單。