追蹤光彥而來到群馬縣山中的柯南他們，得知一名連續殺人犯逃入了同一森林中。沿著小河走的光彥與推理中的柯南用偵探徽章呼叫他時，光彥被殺人犯逮著。哀告訴柯南沼淵原來是組織的成員。柯南正要告訴哀光彥來此的目的時，光彥的徽章聲音迫近了。終于在眾人找到光彥的時候驚訝的發現他和光彥在一起！原來兩人都只是為了來看螢火蟲。

受園子的邀請，柯南、蘭、小五郎到輕井澤游玩。因為在森林中迷了路，所以決定在山里的一軒家借宿。在那里，遇見了白天見到的網球教練明石寬人。但是，夜里，卻發現了寬人的父親巖夫上吊的尸首。在柯南的提示下，警官也發現從尸體嘴里留下的不正常血跡。之后眾人還得知了石明三年前妻子去世的事情。而明石身上的疑團也越來越多。

出席熊本網球大會的柯南他們，大會當日小蘭被誘拐。柯南回想小蘭電話中內容判斷出小蘭現在咋橫濱并在獲悉園子所拾到的手機中接收到的兩條短信的內容后，知道內容來自倉庫。在救出小蘭之后眾人發現立川的目的。頒獎典禮上立川果然當中刺殺成增先生。在來苑子的說服下，最終立川放下手中的刀，放棄了這種極端的復仇之路。

正當小蘭她們陷入困境的時候新一卻打來了電話，小蘭在電話里說明了現場的情況并指出有三個奇怪的客人借用過便利店的廁所。但是，貨物不見的那天，按規定只有七川值班。在新一的引導下小蘭確定了犯人的身份，并按照新一的提示找出了犯人。而店長以償還偷盜物品為由留下了陷入困境的犯人。七川也洗清了嫌疑。

就在警方和小五郎集中精力思考兇手是如何調換毛巾時，柯南卻重返飯桌，回憶當時自己為拿醬油和辣油轉旋轉桌面時的場景，這時他突然想到或許兇手根本就不是用有毒毛巾殺人的可能，在向鑒識人員確認了自己的想法后，兇手浮出水面，他讓所有人都按照案發時的位置做好，并重現當時的場景，而兇手卻在不知不覺間自己露出了馬腳。