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。

步美發現圖書館的書被人撕掉了一頁，氣憤的她決定找出“元兇”，根據借書卡的記載，柯南和步美找到了內藤司，可他今天卻沒上課，與此同時，學校的巖石標本也人被偷偷走，柯南認為這可能是司所為，于是找到了他家，在查看了司的房間后，他們發現了一張寫有暗號的字條，少年偵探團集結智慧，終于在大濱海灘找到了想要喚回逝去母親的司。

柯南、小蘭和小五郎一起去逛商場，沒想到書店附近傳來了一聲尖叫，只見一名男子渾身是血昏倒在地，接到電話的警方火速趕到并立刻封鎖現場，期間柯南和偶遇的灰原從一名小偷那里得知了歹徒的些許信息，之后，二人又對樓上的牙科診所進行了調查，根據搜集到的信息，他們鎖定了目標，就在歹徒企圖再次傷人時，警察及時趕到。

工藤收到屋田誠人的信，信上說他一年前辦的案子有差錯讓他重新調查，于是，在服部、小五郎等人的陪伴下他們一起前往那個村莊。柯南只身來到了信上所說的地址，不想被關進了小木屋，就在這時，他因為誤食解藥的身體開始發生變化，逃脫期間掉進了旁邊的湖里，被人發現時他已經失去記憶。為了讓他想起過去，服部一行帶著新一來到了當時的案發現場日源村長家，并在這里碰見了記者河內深里以及屋田誠人的同學水川萌生。

園子邀約柯南和小蘭一起來賞楓，可她的真正目的卻是想要將紅色手帕系在《冬季楓紅》拍攝地點的樹枝上，以此為暗號與京極碰面，然而旁晚時候，當她們再次返回樹林卻看見了一具尸體，而此人正是曾與她們偶遇的電視劇人員，天色越來越暗，柯南察覺到有不止一個人在監視著他們。