在警方對(duì)三名嫌疑人進(jìn)行偵訊時(shí)，他們?nèi)朔炊嗷ブ肛?zé)并揭露對(duì)方的犯案動(dòng)機(jī)，這時(shí)，有人在更衣室內(nèi)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)空瓶子，另外在湖面上還有漂浮的火柴棒，為了弄清真相，警方又找來(lái)工作人員進(jìn)行對(duì)峙，然而，他們卻表示并未發(fā)現(xiàn)異樣，期間，女主演深汐的一句話點(diǎn)醒了柯南，在他的引導(dǎo)下，大家得知一整夜都呆在溫泉里的人并不是兇手而是死者本人，那么，兇手到底是誰(shuí)？在他的身上又有怎樣的關(guān)鍵性證據(jù)？

阿笠博士帶少年偵探團(tuán)來(lái)到一家位于箱根的溫泉旅館，那里正好在進(jìn)行《血殷殺手》系列最新作品的拍攝，因此，大家結(jié)識(shí)了劇作家鐵山巖治、女主角名取深汐、經(jīng)紀(jì)人丹沢純作以及男主角寺堂云平。次日，元太他們一起去湖上露天溫泉的時(shí)候，卻在女湯發(fā)現(xiàn)了鐵山巖治的尸體，從現(xiàn)場(chǎng)來(lái)看兇手應(yīng)該是在發(fā)案之后趁機(jī)混入了騷動(dòng)之中，調(diào)查之后，警方將嫌疑鎖定在深汐、丹沢、寺堂三人中。

柯南和小蘭在東都環(huán)狀線列車上遇見了一位見義勇為的老人，然而，沒(méi)想到當(dāng)他們?cè)俅我娒鏁r(shí)卻是在殺人現(xiàn)場(chǎng)，死者是詐騙集團(tuán)的通緝犯，而這位名叫法月的老人正是此案的目擊證人，他說(shuō)自己曾看到同是詐騙犯的桐谷出沒(méi)案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)，但桐谷卻大喊冤屈，期間，柯南察覺(jué)到老先生法月的證詞有疑點(diǎn)，深入調(diào)查后，真相果然如他料想一般。

來(lái)到倫敦的柯南不小心以新一的身份向小蘭暴露在倫敦的事實(shí)，而此時(shí)柯南喝下了回國(guó)用的解毒劑暫時(shí)以新一的身份出現(xiàn)！在繼續(xù)調(diào)查的過(guò)程中小蘭從以前新一說(shuō)過(guò)的話中得到啟發(fā)發(fā)現(xiàn)了人偶的秘密。而之后通過(guò)與新一電話中發(fā)現(xiàn)了更多的線索。這時(shí)小蘭和小五郎碰到了米奈芭小姐，在米奈芭和弟弟阿波羅的協(xié)助下小蘭留在教堂的紙片，而上面寫著的就是接下來(lái)的線索。

灰原要求查看電視臺(tái)在黑暗中拍攝的影像，然而除了電流被切斷的聲音和風(fēng)聲并沒(méi)發(fā)現(xiàn)有任何異樣，就在案件找不到頭緒時(shí)，大人們便開始互相懷疑，這時(shí)，柯南蘇醒過(guò)來(lái)，但是他讓元太他們對(duì)此事暫時(shí)保密，根據(jù)基德在臺(tái)座上貼的卡片，柯南知道了右衛(wèi)門刻在柱子上的話以及基德的真身，他讓少年偵探團(tuán)戳穿他的身份，這一次基德能否成功脫身？