元旦當(dāng)天，少年偵探團(tuán)一起到國(guó)立競(jìng)技場(chǎng)看足球決賽，卻看到l了足球被槍射中，這時(shí)，正在為天皇杯決賽進(jìn)行轉(zhuǎn)播的日賣電視臺(tái)，接到了歹徒索要五千萬(wàn)元的恐嚇電話，如果讓他發(fā)現(xiàn)比賽中止讓觀眾撤離的狀況，他將立刻對(duì)場(chǎng)內(nèi)的觀眾進(jìn)行掃射，電視臺(tái)依照歹徒的指示將錢袋準(zhǔn)備好之后就在周圍埋伏了帶待命的警官，然而警察只抓到了歹徒同伙，歹徒通過電話說因?yàn)槿召u電視臺(tái)的報(bào)警所以要?dú)㈦u儆猴，情況愈發(fā)危機(jī)。

雖然少年偵探團(tuán)被發(fā)現(xiàn)且命懸一線，不過幸好柯南及時(shí)趕到，大家得以解救，至于這個(gè)黑衣女人根本不是組織里的人。回家的路上，灰原識(shí)破柯南的身份并說自己是黑衣組織的人，而阿笠博士現(xiàn)在已經(jīng)……，聽到這些，柯南匆忙趕去博士家卻發(fā)現(xiàn)博士安然無(wú)恙，而這時(shí)灰原也回到家，原來(lái)她因?yàn)榻憬愕氖虑橐呀?jīng)背叛了組織并且服用了和柯南一樣的藥讓身體變小，走投無(wú)路之下來(lái)到工藤家，被博士發(fā)現(xiàn)而收留。

學(xué)校里最近發(fā)生了很多詭異的事情，而且教導(dǎo)主任在沒請(qǐng)假的情況下也消失了好幾天，當(dāng)柯南向老師和校長(zhǎng)問及此事時(shí)，大家也都避而不語(yǔ)，為調(diào)查真相少年偵探團(tuán)夜探帝丹小學(xué)，附有學(xué)生名字的娃娃，移動(dòng)的人體模型，窗戶后面的黑影，樓梯上的煙霧和扶手上的紅色顏料，以及自己班級(jí)里突然出現(xiàn)的十幾個(gè)黑影，雖然這一切看似撲朔迷離，但是真相只有一個(gè)。

柯南找來(lái)訂書機(jī)、剪刀和繩子后，就突然不見了蹤影，就在大家忙著找他時(shí)，一聲尖叫把所有人引到了再次被箭射穿窗戶的房間，繼而，柯南又不顧大家阻撓跑到樹林里，趁園子不注意的時(shí)候?qū)⑺樽恚杷谥笓]小蘭把兇手的殺人方法再現(xiàn)，將一切解釋清楚之后，就是揭穿兇手了，他就是……

破解密碼后，元康留下的線索居然是……案件解決之后，小蘭找借口把柯南帶到了工藤家，并戳穿柯南就是新一的身份，這時(shí)，工藤的母親有希子從美國(guó)回來(lái)，在她的幫助下，柯南逃過了小蘭的質(zhì)問。 次日，有希子帶柯南來(lái)到鄉(xiāng)下，原來(lái)她是受兒時(shí)朋友廣美所托，來(lái)鑒別剛從巴西回來(lái)的叔父義房的「真假」，晚上，義房說他早就知道大家的懷疑，并從身上拿出一封恐嚇信。