千葉警官在警局四處詢問有關“不明飛行物”的線索，卻毫無所獲，這天他回到家，收到了聲稱是自己宇宙第一大粉絲的人寄來的神秘郵件。在另一邊，名為和田陽奈的女高中生來到毛利事務所，委托小五郎調查杯戶公園“UFO”一事。杯戶公園隔壁的杯戶高中發生殺人案件，這兩者是否有聯系？

柯南等人在壽司店用餐時，突然有一位女士沖進來聲稱店里有人偷了自己的手包，手包內有一張中了大獎的萬馬彩。據這位女士所說，犯人的袖口上會留有自己手指上的血跡，然而經過檢查，在座的客人們并沒有人袖口上沾到血跡。此時，毛利小五郎想到自己之前撿到一張中了大獎的萬馬彩，并且中獎金額和這名女士丟失的相同，心中感到十分不安。

阿笠博士中獎拿到了餐飲券，少年偵探團便跟著來到了位于米花百貨商店頂樓的高級餐廳，但是那里的主廚卻被人刺中腹部受到重傷。柯南見狀馬上聯系了百貨商店各處的偵探團成員，正在挑選禮物的步美等人立馬去樓梯口尋找犯人的下落，但當警察來后他們三人的證詞卻完全不一樣。

根據死者背包中的贓物，秀一判斷該死者可能是一名搶劫犯，同時他發現還有一名嫌疑犯在逃。柯南在秀吉的幫助下帶來了三名有作案嫌疑的游客，經過秀一的推理，真相很快浮出水面，警方也順利抓獲了犯罪嫌疑人。至此，柯南終于回憶起十年前與世良初次相遇的情景，同時他也意識到，世良可能已經知曉自己的真實身份。

毛利小五郎收到一封落款人名為倉田屋駒吉的信件，此人號稱要把傳家寶送給他，于是小五郎便與柯南和小蘭一同前往約定地點山口縣。來到山口縣的三人偶遇了記者夏目明日香，小五郎謊稱三人是來此地度假的，明日香便主動請求為三人當導游。然而在旅行中，小五郎不慎說漏嘴透露出此行目的，卻因此遭到了警察的逮捕。原來名為倉田屋駒吉之人竟是一名搶劫犯，而所謂的傳家寶則是搶來的貴重贓物……