柯南他們接受了委托，決定去解開似乎與穿紅色夾克衫的自殺者有關聯的公文包之謎，在去葵屋旅館的途中，遇見了山村刑警于是一起前往。小五郎等人到達旅館后，卻聽說已經有個自稱“毛利小五郎”的人先到了旅館，不久之后卻發現假冒的小五郎在自己的屋子里上吊死亡了。而在死者的隨身物品中有一份過期的報紙和夾在其中的頭發，在柯南的提示下小五郎解開頭發的秘密慢慢接近真相。

小五郎詢問阿稔有關郵票的事情卻得到郵票已經不見了的回答，柯南也明白了小蘭看到的拄拐杖的老人的影子和埝被古琴毆打的真相。而柯南也指出春菜收到的音樂盒其實是秋悟托付給他人送出的。鬧鬼的屋子的真實原因其實是有人背后操作。而秋悟先生的音樂盒其實也只是一般的旅游紀念品而已，真正貴重的是隱藏在音樂盒里暗語所指示出的郵票。

小五郎帶著小蘭和柯南來到“黃昏別館”，途中還偶遇了同是偵探的千間降代，當他們到達之后才發現，此次受邀前來的茂木遙史、大上祝善、槍田郁美和白馬探都是名偵探，而在這棟別墅內隨處可見陳年的血跡。在晚宴上，本以為能一睹這位別墅主人尊容的各位偵探卻掃興的發現，他居然頭戴面罩，并且還阻斷了所有道路，要求偵探們在這棟孤立無援的別墅內幫他尋找寶藏。

少年偵探團在超市里玩從收銀條上的物品名稱猜晚飯的菜名的游戲。其中發現了可疑的收銀條，柯南她們開始尋找買這些東西的人，想要阻止他。通過分頭尋找自行車燈少年偵探團的成員們最終找到了犯人，但中途卻失去了犯人的行蹤。在元太無意的提醒下，柯南他們抓到犯人現行。最終柯南用腳力增強鞋制服了犯人。

柯南在調查橘律師釣魚的小船之后發現可疑的痕跡和莫名遺失的船錨。之后衫村小姐說出熊田達也事情的真相。在看到約翰的狗屋的牌子之后柯南發現了兇手的身份。利用小五郎的沉睡，柯南向眾人闡述了兇手利用潮水漲落的犯罪手法和殺害熊田達也的發法。而兇手也主動承認了罪行并道出了殺人的理由。