小五郎收到古裝劇演員土方幸三郎的邀請后被帶到公寓里，大家在這個五樓的屋子陽臺欣賞風(fēng)景的時候，竟然看到土方的太太永倉永美的尸體，在隔壁演員沖田家的陽臺上倒下來，沖田否認(rèn)自己殺人，但警方和小五郎都認(rèn)為他是唯一有可能犯案的人，但柯南卻在土方原本悲痛的臉上看到一絲恐怖的笑容，便對沖田犯案的說法產(chǎn)生懷疑，最后柯南找到足以推翻整個案子的有力證據(jù)。

小蘭的班上轉(zhuǎn)來了一個叫伊東玉之助學(xué)生，受到他的邀請小蘭和柯南一行人來到他的劇團(tuán)參觀排練過程，柯南發(fā)現(xiàn)成員之間似乎有什么問題，沒過多久一樁殺人案件發(fā)生了，案發(fā)時所有人正好都在舞臺排練，而且柯南等人就坐在觀眾席，那個逃過柯南和劇團(tuán)人視線犯案的兇手應(yīng)該就在其中。

在醫(yī)院醒過來的小蘭看到麻美平安無事便和園子一起出去買東西，但等她們回來之后卻發(fā)現(xiàn)麻美不見了。另一邊，柯南還在為找出事故原因向消防員詢問現(xiàn)場狀況，并下山去沢井等人去的便利商店詢問當(dāng)時他們買東西的場景，在老板指出有一人行動奇怪后，柯南便知道了放火就是那個人！

雖然少年偵探團(tuán)被發(fā)現(xiàn)且命懸一線，不過幸好柯南及時趕到，大家得以解救，至于這個黑衣女人根本不是組織里的人。回家的路上，灰原識破柯南的身份并說自己是黑衣組織的人，而阿笠博士現(xiàn)在已經(jīng)……，聽到這些，柯南匆忙趕去博士家卻發(fā)現(xiàn)博士安然無恙，而這時灰原也回到家，原來她因?yàn)榻憬愕氖虑橐呀?jīng)背叛了組織并且服用了和柯南一樣的藥讓身體變小，走投無路之下來到工藤家，被博士發(fā)現(xiàn)而收留。

玉之助半夜悄悄出門，妹妹小惠和柯南暗中跟蹤到了劇團(tuán)，兩人剛進(jìn)劇團(tuán)就在舞臺上發(fā)現(xiàn)了被人打昏了玉之助和劇團(tuán)經(jīng)理系江的尸體，而她的身邊有一張紙條和許多木屑。雖然玉之助昏迷但是他卻被認(rèn)定為重要嫌犯，當(dāng)柯南再次來舞臺調(diào)查時，他突然想到了什么便匆忙趕往醫(yī)院，并通知警方好好保護(hù)玉之助，犯人果真去了醫(yī)院，但他身手靈敏，躲過了警察的追捕，沒錯，這個人就是半年前消失的江戶小子！