小五郎作為顧問加入了洋子拍戲的劇組，拍攝結束后，小蘭找男主角那智簽名時卻看到了他被攝影師安西威脅場景。晚上大家其樂融融的回旅館聚餐，期間妙子曾回家取東西，她的未婚夫島崎外出賣煙，回到旅館后的妙子看到外出的安西神情充滿恐懼。小蘭和洋子外出買東西的路上，發現了死在神社的安西，柯南再次展現推理頭腦，找出真兇。

柯南三人在去郊游的路上聽到一聲慘叫，趕到現場的時候發現一名男子痛苦的躺在地上垂死掙扎，不一會就氣絕身亡，在他的旁邊有一瓶卡滋曼，化驗結果顯示，這名男子是中毒而死，有名警員說這個人是米花之狼，曾跟蹤一個女孩子。警方找到這個叫西谷的女孩，詢問后并未發現異常，但柯南認為案件定有蹊蹺，經過反復調查和設想，他終于明白了犯人的作案手法。

這天，少年偵探團跟阿笠博士一起來到電影“哥美拉”的拍攝現場由博士的朋友三上導演帶著參觀。但這是電影的制片人龜井卻說出了電影要在今年終結的事實。突然從休息室傳出了松井的哀嚎聲，原來松井竟然被人刺殺！當少年偵探團的各位趕到片場時看到了哥美拉刺殺龜井的現場！在追蹤哥美拉后只找到被焚燒的哥美拉服。看似毫無頭緒的現場在柯南縝密的勘察下最終發現了犯人的身份。

小五郎的學長寺岡請他們吃烤肉的時候，突然接到一個名叫松山的人的電話，為勸說此人回歸正道，寺岡匆忙趕去約見的碼頭，小五郎也要求一同前往，小蘭和柯南尾隨其后，到達碼頭后，寺岡單獨去見松山，可不一會兒，大家就聽到了槍聲，松山因手槍走火意外死亡。暮目警官說手槍上除了寺岡和松山還有第三個人的指紋，柯南仔細思考之后，斷定這枚指紋就是讓犯人認罪的完美證據。

委托人為表示感謝，招待小五郎三人溫泉旅行，他們在搭乘湯之山縣的列車上，遇到了兩名爭吵的醫生佐藤、伊達，期間伊達曾生氣離開。換乘休息的途中，警察在與湯之山線列車路線基本相同的花之街線列車上發現尸體，柯南洞察到伊達神情怪異有犯罪嫌疑，可他是怎么樣在兩趟不一樣的列車上游走殺人的？