為了讓扭傷腳的柯南療養腳傷，大伙兒一起來到城崎溫泉，然而，小蘭卻突然失蹤，柯南從光彥他們所拍的照片上看到小蘭和一個小女孩在一起，同時照片上還出現了一個行蹤可疑的男人。這時，柯南他們遇到了服部，他受人委托前來找一個叫陽菜的女孩，而她正是和小蘭在一起的那個孩子。據陽菜的父親周平所說，在陽菜失蹤的同時他美術館里的展品彩虹之子也不翼而飛。就在大家四處進行尋找時，陽菜和小蘭遇到了危險。

柯南從一開始知道兇手是誰，為了證實自己的想法他又進行了確認，沒錯，這個人就是浦井星江！雖然知道了兇手的真面目但是她到底使用了什么手法，因為案發時她正在為小蘭看手相，根本沒機會在浦井社長杯子里下毒，就在他專心思考案情時，千葉和佐藤的談話給了他啟發，同時小五郎亂丟的煙頭也指向了關鍵的線索，于是，他麻醉小五郎說出真相。案件結束后，落寞的小蘭看著別人的甜蜜不禁流下眼淚，今年的白色情人節能收到新一的回禮嗎？

君島帶著自滿的藏平來參加電視節目，但在彩排時花瓶卻離奇失蹤！作為名偵探的小五郎也身負重任來尋找失蹤的花瓶。而在分析眾人之后小五郎發現舉止怪異的山崎，但山崎藏起來的是洋子的手絹而非花瓶。而在調查了現場之后柯南發現了犯人偷藏花瓶的手法，并以小五郎的身份揭露了犯人的身份。而君島帶來的花瓶也只是贗品而已。

小五郎曾抓捕過的殺人犯富樫文孝，在假釋的第二天再次因為殺人被抓進了警局，小五郎深信決定重現做人的他不會再做出這種殺人的事情，便在偵訊室里勸導他說出真相，可是富樫卻一直保持沉默。另一方面，柯南和高木警官再次來到案發現場進行調查，根據目擊者的證詞以及附近便利店的監視影像，柯南發現事情的真相并非那么簡單，因為案發現場除了富樫還有另外一個人。

白鳥警官記憶中的少女小林老師在煙火大會的夜晚目擊了一場謀殺案件，作為證人的她向白鳥警官提供了三條線索即兇手和死者爭執的聲音、疑似搬家公司的貨車以及兇手的背影，在警局接受偵訊的期間，小林老師無意中得知白鳥警官曾追求過和自己很像的佐藤警官，這個消息沉重打擊了小林老師，難道自己只是佐藤警官的替身？抱有這樣想法的她該如何面對白鳥警官。