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。

柯南、小五郎和小蘭驅車去北海道看丹頂鶴，偶然認識了飼養丹頂鶴的大伯，他邀請柯南他們去自己家入住，大伯的弟弟阿保熱情招待他們，就在這個時候大伯的兒子阿浩和女兒則子為財產的事兒而來。之后，柯南等人一起去泡了溫泉，回到屋子的時候發現大伯被人用十字弓射殺，而阿浩則跑去警局自首，但柯南依據自己對現場的勘查認為兇手另有其人。

少年偵探團，在機緣巧合下和最受歡迎組合TWO-MIX的主唱高山美奈美一起吃飯，高山為找搭檔永野椎菜，一人跑出了演唱會的會場。后來在餐廳外，歹徒當著柯南的面將高山推入車中綁架，他們要求少年偵探團拿著TWO-MIX最新的歌曲練習帶去交換人質，歹徒在電話里讓少年偵探團把警察甩掉并讓步美一人前去，于是柯南和步美調換身份。

當晚發生殺人案件的書房是完全的密室，而屋外的雪地上也沒有腳印。犯人是怎樣到書房的呢？在大家都將兇嫌箭頭指向搞外遇的妻子和情夫時，柯南卻看出破綻。一樁多年前的恩怨所埋下了憤恨的殺機的事實漸漸浮出了水面。最終柯南發現了兇手的犯罪手法并將其公之于眾，而兇手也最終承認了因為妹妹的去世而起殺念的事實。

就在警察要強行帶走小五郎時，柯南在機械室和浜田的尸體上發現的有力證據幫他洗清了嫌疑，而目前最有可能殺人的就是上原，當大家要暗中逮捕上原時，木下出面說自己去勸他自首，五分鐘后，屋內響起槍聲，上原射傷木下逃跑。柯南重新回到竜神號調查并和鈴一起進入海軍山洞，卻在這里發現上原的尸體……