在警方對(duì)三名嫌疑人進(jìn)行偵訊時(shí)，他們?nèi)朔炊嗷ブ肛?zé)并揭露對(duì)方的犯案動(dòng)機(jī)，這時(shí)，有人在更衣室內(nèi)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)空瓶子，另外在湖面上還有漂浮的火柴棒，為了弄清真相，警方又找來(lái)工作人員進(jìn)行對(duì)峙，然而，他們卻表示并未發(fā)現(xiàn)異樣，期間，女主演深汐的一句話點(diǎn)醒了柯南，在他的引導(dǎo)下，大家得知一整夜都呆在溫泉里的人并不是兇手而是死者本人，那么，兇手到底是誰(shuí)？在他的身上又有怎樣的關(guān)鍵性證據(jù)？

來(lái)到倫敦的柯南不小心以新一的身份向小蘭暴露在倫敦的事實(shí)，而此時(shí)柯南喝下了回國(guó)用的解毒劑暫時(shí)以新一的身份出現(xiàn)！在繼續(xù)調(diào)查的過(guò)程中小蘭從以前新一說(shuō)過(guò)的話中得到啟發(fā)發(fā)現(xiàn)了人偶的秘密。而之后通過(guò)與新一電話中發(fā)現(xiàn)了更多的線索。這時(shí)小蘭和小五郎碰到了米奈芭小姐，在米奈芭和弟弟阿波羅的協(xié)助下小蘭留在教堂的紙片，而上面寫著的就是接下來(lái)的線索。

案件終于有了眉目，就在柯南和大和針對(duì)謎題展開(kāi)討論時(shí)，高明從昏迷中蘇醒，三人一起計(jì)劃了一出空城計(jì)。他們故意對(duì)三個(gè)嫌疑人放出關(guān)鍵信息，引誘他前去直木司郎家找重要的證據(jù)，果然不所料兇手暗中潛伏在直木司郎家附近，為了讓狡猾的他放松警惕，柯南聯(lián)合小蘭、大和等人上演了一場(chǎng)能證明周遭沒(méi)有警察的犯罪戲碼，引誘兇手自投羅網(wǎng)。

小蘭和小五郎按照指示來(lái)到了車站，就在這時(shí)阿波羅發(fā)現(xiàn)了在車站里奇怪的男人并得到了接下來(lái)的線索U字。之后小蘭一行來(lái)到了接下來(lái)的提示的瓷器店而這時(shí)阿波羅和母親一起離開(kāi)剩下小五郎和小蘭繼續(xù)尋找線索。第二天在警方的要求下小蘭眾人繼續(xù)破解沒(méi)有完全解開(kāi)的暗號(hào)，而就在眾人解開(kāi)暗號(hào)來(lái)到會(huì)場(chǎng)之后，柯南發(fā)現(xiàn)賽場(chǎng)上的米奈芭有些不對(duì)勁！

園子的網(wǎng)球教練后藤貴雄即將參加比賽，為了給他加油打氣，園子和小蘭來(lái)到了北輕井沢，柯南去廁所的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)后藤與兩名女生糾纏不清。沒(méi)想到他在和園子進(jìn)行男女混合雙打時(shí)突然昏倒在球場(chǎng)上，警方介入調(diào)查并初步斷定后藤被人下了毒，由于鑒識(shí)人員在園子手套上檢測(cè)出毒物反應(yīng)，所以山村警官認(rèn)定園子就是兇手，為幫園子洗清冤屈，柯南又會(huì)有何行動(dòng)？