小五郎讓柯南和小蘭陪他一起去位于大分的別府溫泉旅行，說到別府溫泉最有名的莫過于地獄巡游之旅，就在小蘭和柯南興致勃勃討論的時候小五郎卻在一旁默不作聲。在柯南和小蘭的逼問下小五郎才說出了實情，這次的旅行目的是尋找仲代電氣社長的女兒麻奈美，柯南根據照片找到了麻奈美所住的旅館，但這僅僅只是開始。

一天，李黎給米小圈出了一道腦筋急轉彎，一道題里面有十個大爺，問哪個大爺偷了錢，米小圈正絞盡腦汁想到底哪個大爺偷走了錢，還讓同學們紛紛出來情景演繹，就在這個時候，班級里忽然來了不速之客，對方小小的個字，說話卻非常苛刻，并且對同學滿臉不屑，米小圈對這個不懂禮貌的小屁孩非常反感，就在這個時候班主任魏老師來了，給班上的同學介紹，這時他們班新傳來的學生王聰聰。聽說這個王聰聰總是跳級，從一年級直接跳到三年級，貌似天資異稟，智能超強，米小圈才對此不感冒，沒過幾天，語文老師提到民間習俗對對聯，米小圈本來對自己的對子特別自信，可是王聰聰話音一轉，直接成了公然嘲諷，同學們立刻哄堂大笑。米小圈也有了新的綽號“方大方”，米小圈對新來的同學恨得咬牙切齒。沒過幾天，姜小牙在課間吹噓父親剛剛買了新車，家里又碩大的別墅，這輛新車只是開進院子就需要半個小時。旁邊一直有小朋友發出驚訝艷羨的感嘆，王聰聰卻笑問有一樣東西，上可以貼著天，下可以貼著地，問這樣東西是什么，眾人開始迷惑不解，王聰聰抑郁成績，就是嘴巴。大伙哄然大笑，姜小牙的臉都綠了。米小圈和姜小牙對王聰聰恨得牙齒癢癢，他們慫恿李黎統一戰線也給王聰聰一點厲害，但王聰聰

柯南所在的班里來了一位新老師名叫若狹留美，若狹老師想在體育課前用石灰畫線，卻發現石灰已經用完了。柯南告訴若狹老師舊倉庫里可能有石灰，元太和光彥開玩笑說舊倉庫有幽靈出沒，若狹老師感到很害怕，便拜托少年偵探團一同前往舊倉庫。在尋找石灰的過程中，柯南發現一扇通往地下的門，眾人合力打開門后，卻驚人地發現了一具骸骨……

喜歡刁難人的管理員并沒有告訴由美等人過多的線索，柯南結合能夠得到的信息一步步推敲終于有了結果，輸入密碼后筆記本電腦只是切換到了前置鏡頭，而那封裝有結婚登記表的信封早已被管理員塞回了由美的上衣口袋里。就在眾人打算去比賽會場時秀吉打來了電話，他告訴由美可以丟掉信封，因為心事重重的他已經輸掉了比賽。

警方分別對三位女當事人進行了詢問，并檢查了她們隨身攜帶的物品，而案發現場所發現的白色涼鞋成為了本案最大的疑點。在諸多線索的指引下，柯南和世良很快便推理出兇手的身份，但卻未能明白兇手的作案手段。最終在園子不經意的提示下，柯南順利地將案發過程演繹給眾人，成功找出真兇。而兇手與死者之間，竟有這樣一段不為人知的往事……