小五郎，柯南，蘭，園子為了看伊東玉之助的劇團(tuán)的戲劇表演，而前往了有名的劇院金丸座。這次，劇團(tuán)上演的是以《歌劇院的怪人》為藍(lán)本改變的《金比羅劇院的怪人》的時(shí)代劇，玉之助飾演怪人，女演員輕部蘆美飾演女主角歌手。之后，在彩排中大吊燈突然落下，由于蘆美額頭受了小傷，玉之助不得不在劇院公開了被實(shí)際存在的怪人要求更換女主角的事情。

為了做天體觀測(cè)，阿笠博士帶著少年偵探隊(duì)來(lái)到一個(gè)坐落在深山里的旅館，期間結(jié)識(shí)了旅館老板天土，以及應(yīng)邀而來(lái)的野之宮悅子、二川和御上。就在大家準(zhǔn)備上山看星星的時(shí)候，居然發(fā)現(xiàn)了一具已經(jīng)化為白骨的尸體，死者還故意留下了死亡訊息——六根煙頭，當(dāng)晚，二川的尸體被少年偵探隊(duì)發(fā)現(xiàn)，并且他的手中也握著煙頭。

柯南和小五郎看到和果子店老板娘相川與警察發(fā)生爭(zhēng)吵，詢問(wèn)得知，住在這棟公寓的小澤死亡，相川說(shuō)她曾看到一名男子出入小澤家，因此認(rèn)為小澤是他殺，然而從對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的勘察來(lái)說(shuō)，警察認(rèn)為是自殺，于是，小五郎和柯南介入調(diào)查，并且警方還叫來(lái)了相川口中的殺人犯清水，雖然清水有足夠的不在場(chǎng)證明，但相川卻堅(jiān)持認(rèn)為兇手就是清水，這兩人之中，一定有人在說(shuō)謊！

公演不能終止，可是主演蓮華卻還是沒有下落，情況緊急，小蘭自告奮勇決定暫時(shí)擔(dān)任輝夜姬一角。于是，少年偵探隊(duì)出動(dòng)，他們和玉之助一起幫忙找人，期間還遇到為給歹徒送錢而被打昏的片岡秘書大貫，面對(duì)人財(cái)兩空的狀況，柯南能否找到蓮華？《竹取物語(yǔ)》又能否完美謝幕？

小五郎一直暗地里跟蹤的人見松一郎，突然在米花飯店墜樓身亡，出現(xiàn)在案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)的還有一個(gè)叫南里熏的女人，但她卻十分肯定自己從不認(rèn)識(shí)死者。與此同時(shí)，他的雙胞胎弟弟人見竹彥，也在杯戶鎮(zhèn)的家中被人殺害，并且案發(fā)時(shí)他的妻子加奈子為了調(diào)和兄弟二人的關(guān)系，外出與松一郎會(huì)面。兄弟兩人在同一時(shí)間死在不同的地方，難道這真的是傳說(shuō)中的心靈相通？