正影的三弟子之一姬宮遇害后，警方匆忙趕來調查并對屋內所有人一一進行偵訊，正影的妻子滿里太太說，被翻亂的資料室內有記載正影自創魔術的筆記本，而且在五年前曾有一個戴著帽子和墨鏡的男人找過正影，于是，大家正影的房間希望能從他的相冊中找到這個可疑男人，柯南和服部也在這里有了新發現，就在這時，和葉和小蘭回想起了看到尸體時的怪異場景。

某天，一個自稱杉森政人的作家找到小林老師，說想要采訪少年偵探團，得知這個消息后，元太、步美和光彥三人盛裝打扮，大家在小林老師的帶領下來到了杉森家，卻發現他的頭部遭人重擊，已死于家中，警方經過調查將嫌疑人士鎖定于在答錄機中留言的四人，而在這期間，讓柯南頭大的不止有案情還有一臉疑惑看著柯南推理的小林老師。

小五郎受狩谷伴子太太所托來到狩谷家幫她找被弄丟的手機，隨后大家分別對可能拿走手機的大策、嗣貴和滋英進行詢問，卻并未找到，反而在小五郎等人離開的時候，伴子找到了手機。本以為一切就此結束，誰也沒想到伴子當晚就遭人殺害，警方對狩谷家的人一一進行偵訊，卻發現每個人都有不在場證明，期間，家里的仆人提起了12年前所發生的事情……

小五郎和柯南去拜訪人氣作家梅津修時，撞見了他的兒子與他發生爭吵的畫面，為了避嫌他們就暫時離開，可是到了傍晚，梅津修卻被人毒死家中，他的手中還拿著一個顛倒的笏，就在他們解謎死亡訊息時，目暮警官和兩個關系人也匆忙趕來，警方還在死者兒子是的身上搜到了毒藥，本以為一切就此結束，柯南卻發現了新的線索，他將小五郎麻醉，說出了事情的真相。

柯南、步美等人從博士家里找到了一封四十年前來自博士初戀情人的信，信上除了說每十年在回憶的地點見面之外，還留下了一串像是暗示地點的數字，而今天剛好是四十年后的相約之日。經過推理，他們一行人來到動物園，將信上的數字與動物入園的順序相結合，他們找到了飛鼠館，而正巧在他們的面前站著一位女性，她會是阿笠博士的初戀嗎？