光彥暑假沒有來做廣播體操，柯南他們造訪光彥家，得知光彥一早就出去一個人去野營。實在沒有理由來解釋光彥的單獨行動。柯南他們一路上問過去，才知道光彥搭乘巴士與電車來到群馬縣的一個小站。而且似乎是進入了森林。柯南他們用追蹤眼鏡開路，卻遇到了群馬縣的警察他們。柯南他們得知之前連續殺人犯沼淵己一郎也逃到這個森林中，不由得為光彥擔心起來！

為了慶祝由貴的朋友澤口圭子的生日和留學而召開了慶祝派對，小蘭，柯南和小五郎也被邀請參加。除此之外參加者還有圭子，還有富堅順司和野中一樹。但是在派對開始不久，喝下葡萄酒的圭子卻突然倒下！警方在檢查圭子的酒杯后發現毒藥，而下毒的方法卻成了謎題。柯南在充分調查之后最終發現了犯人下毒的手法。

正當小蘭她們陷入困境的時候新一卻打來了電話，小蘭在電話里說明了現場的情況并指出有三個奇怪的客人借用過便利店的廁所。但是，貨物不見的那天，按規定只有七川值班。在新一的引導下小蘭確定了犯人的身份，并按照新一的提示找出了犯人。而店長以償還偷盜物品為由留下了陷入困境的犯人。七川也洗清了嫌疑。

就在警方和小五郎集中精力思考兇手是如何調換毛巾時，柯南卻重返飯桌，回憶當時自己為拿醬油和辣油轉旋轉桌面時的場景，這時他突然想到或許兇手根本就不是用有毒毛巾殺人的可能，在向鑒識人員確認了自己的想法后，兇手浮出水面，他讓所有人都按照案發時的位置做好，并重現當時的場景，而兇手卻在不知不覺間自己露出了馬腳。

警方對鱒渕進行偵訊，而當時他卻并沒有不在場證明并且之前他曾與船木發生過爭吵，所以警方認定他就是兇手。另一邊，少年偵探隊也展開了調查，柯南注意到來往這里火車，認為發現尸體的地方并不是案發的第一現場，于是大家順著軌道，找到了船木的照相機，并且從附近警衛的口中得知鲇川也曾來過大橋，可是，如果兇手真的是她，那她殺害船木的動機以及她的手法到底是什么？