柯南、小蘭和園子一起去醫院看望國中同學的時候，遇到了拿著照片四處詢問的本堂英祐，照片上的人正是水無憐奈，但英祐卻堅持認為水無憐奈和姐姐是兩個人，于是，小蘭打電話給水無憐奈的超級粉絲庵野進行確認，沒想到對方竟然說她打錯了，隨后一行人來到庵野家，他的母親正準備出門取錢，柯南察覺到事有蹊蹺，斷定讓她打錢的那個人根本就是詐欺犯，在大家的幫助下，詐欺犯被送往了警局，而尋找水無憐奈也進入了正題。

竹內先生因為肇事逃逸而被檢察官拘留，可妃英理認為竹內既然是自首并主動承認罪行應該有被保釋的權利，之后，柯南和小五郎經過調查發現撞人的可能是竹內的妻子，于是，妃英理以此為籌碼再次要求放人，可沒想到的是竹內才被保釋出獄，他就在自家陽臺跳樓自殺，而目擊證人正是九條檢察官，為探尋真相，柯南和小五郎重返案發現場……

在屋內調查的過程中，柯南發現了多處疑點，干凈的浴室、沒有插電的刮胡刀、消失的牙刷以及洗衣機內的衣服，就在他苦思冥想到底誰是兇手時，園子無意中的一句話提醒了他，原來榔頭男從一開始就不存在，這不過是都市傳而已，就在目暮警官等人一頭霧水時，柯南將園子麻醉，利用變聲領結道出了真相。

最近，都市里出現了一名專門襲擊長發女子的榔頭男，警方根據目擊者的通報找到了榔頭男的住所并在周圍展開了監視，期間，有三個人陸續進出過榔頭男的房間，他們分別是宅配快遞員、機車送貨員和披薩外送員，考慮到這可能是兇嫌所使用的調虎離山計，警方匆忙沖進了他的房間，不想卻發現一名疑似榔頭男的人倒在屋內。

服部打電話告訴柯南雖然沒有查到水無憐奈的過去，但是找到了關于神秘轉學生本堂英祐的事情，于是，柯南根據服部所提供的情報和阿笠博士、灰原來到了據說有英祐父親照片的模型店店長的家中，可是，店長卻發現柯南要找的照片突然不見了，并且根據房中所留下的痕跡來看，柯南斷言一定有人曾入侵過這個房間。