小五郎帶著小蘭等人去京都參朋友的婚禮，在新干線上柯南看見了兩名可疑黑衣男子，他利用阿笠博士送他的眼鏡竊聽到了不得了的事情——這輛新干線上有炸彈并且即將爆炸，眼看黑衣人離開新干線，柯南只能憑自己找到那只裝有炸彈的黑皮箱，鎖定了炸彈所在的車廂后，柯南對車廂里的四人進行試探，卻毫無頭緒，關鍵時刻元太的一句話提醒了他。

新一遭到某人綁架到白色房間，而且被迫回想起許多過去發生的案件。新一好像突然想到什麼，對著小蘭說”這一切都是你做的”。可是就在此時，兩人突然被玻璃隔開，房間里放出白色的煙霧，不久後兩人都失去了意識。當新一醒來的時候，已經離開白色房間，而且在現場有很多警察。第一個反應就是要找小蘭的他，卻發現法醫站在小蘭身邊，而且後來還告訴她小蘭已經死掉的消息...

柯南和步美他們一起玩捉迷藏的游戲，步美躲在一輛車的后車廂中，沒想到竟然睡著。元太一直都找不到步美，最后柯南終于用無線電和她聯絡上了步美，但步美卻在車的后備箱中發現了一個人頭！剛好此時有件連續綁架少女殺人事件，柯南懷疑那輛車的兩個男人就是那個事件的歹徒。為了救出步美柯南通過步美的描述利用滑板開始追蹤步美。最終柯南成功追上了步美但所謂的連續殺人犯卻是誤會一場。

米花博物館將要舉辦珠寶展，園子家的「黑暗星辰」也要參展，可在此之前，園子家收到了一封來自怪盜基德的盜取通知信，柯南解開通知信的暗號后來到杯戶市立飯店屋頂，基德在月色中憑空到來，將警方內部搞的一團糟后，順利逃跑，并留下通知信說他定會盜走「黑暗星辰」。宴會當天，園子的母親給上船的每個人都發了一顆黑珍珠，混淆視聽，可基德手法更高一籌，他偽裝成了鈴木會長登上船只。

柯南注意到這些音符并將其解讀，這時，當地的老警察說倉庫里有麻生圭二留下來的樂譜，這種重要線索柯南自然不會放過，他和警察一起去找樂譜，而這期間，一直精神怪異的西本上吊死亡，腳下還留有遺書，柯南推斷出這是他殺，當在看到麻生圭二留下來的樂譜后，柯南斷定出了兇手，他利用變聲領結和廣播室說出真相。