受百合香小姐之邀小五郎帶著小蘭和柯南前往了葡萄園，在那里他們看到了前來簽合同的山口先生，而百合香小姐的丈夫健吾卻帶著契約不知所蹤。水町帶來的契約上已經有了健吾的簽名，在水町帶著小五郎等人參觀葡萄園時百合香小姐依舊沒能找到自己的丈夫，他們一起前往酒庫后才發現健吾已經遇害，而除了水町之外其他的人都有不在場的證明。

柯南與伙伴們一起搭乘上了鈴木號特快車參加活動，位于八號車的伙伴們神情非常詭異，車廂里舉辦的是推理游戲，柯南和少年偵探團等人也順勢參加，而小哀能夠清楚的感受到暗地里接近她的黑影，正在進行的推理游戲竟然轉變成了真正的密室殺人事件，柯南能從人群中揪出兇手來嗎？

以大阪發生的事件為契機，平次等人特地來到東京搜查，事件現場是一所公寓的房間，經過柯南和平次的調查后判定這是一起自殺案件，利落解決案件的柯南等人準備乘坐電梯回去時又發生了命案。乍看之下發生在眼前的是自殺案件，但柯南和平次發現了很多疑點，根據高木警官打聽的結果，柯南等人鎖定了三名嫌疑人。

圍繞著由推理游戲急轉成的殺人事件，柯南在詢問過車內有嫌疑的人后漸漸有了線索，事件背后的兇手終于露出了馬腳，正在他上演推理秀時卻有其他的事情發生。單獨出去的小哀至今未歸，而世良真純也被神秘人物電暈帶走，但這個車上還藏著不一般的人物，最后誰是贏家現在還沒有定論。

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？