柯南回家后小蘭就告訴他，自從放寒假瑛祐就失去了聯系，而在此之前小蘭從他那里聽說，他好像在杯戶中央醫院找姐姐的時候發現了關于自己父親線索，柯南急忙找到茱蒂老師商量對策，并推斷出他的父親就是被黑暗組織殺掉的CIA諜報人員，隨后，柯南一行人趕到醫院向護士詢問英祐的事情，沒想到竟然還有另一個人像英祐一樣在這家醫院打聽水無憐奈的事情。

最有可能犯案的就是第一個沖進房間的染井社長，于是，高木打電話給公司，其中有同事表示曾在案發時間見過染井出入藥店，而這件事也從藥店員工那里得到了證實，這無疑是染井擺脫嫌疑的最好證明，可他為何只字不提？之后，柯南又注意到了桌子上的蛋糕，在他的提醒下，高木還原了被偽裝的案發現場，事已至此，染井主動承認自己的罪行，但柯南卻指出兇手另有其人。

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。

在FBI制定作戰計劃的同時黑暗組織就已經展開了行動，他們以南田陸道的名義寄給FBI一盆花，就在柯南推測敵人的意圖時，杯戶中央醫院突然涌來大波病患，這無疑也是黑暗組織的安排，在處理完花盆里埋的炸彈后，醫院陸續出現送貨員，而這些貨物全部都是黑暗組織送的炸彈，如果醫院爆炸，后果不堪設想，柯南和赤井秀一又會采取什么行動？

警察在案發現場發現了一個筆記本，上面以流動日記的形式寫著這四名死者害死甲斐先生的秘密，根據這個筆記本，大和警官推測兇手就是因為內疚而動手殺人的繁次。但是還有疑點并未解開，于是，柯南和服部兩人再次來到了綾華的死亡現場，并從一名警察那里聽到了關鍵的線索，兇手就是……