小五郎帶著小蘭等人去京都參朋友的婚禮，在新干線上柯南看見了兩名可疑黑衣男子，他利用阿笠博士送他的眼鏡竊聽到了不得了的事情——這輛新干線上有炸彈并且即將爆炸，眼看黑衣人離開新干線，柯南只能憑自己找到那只裝有炸彈的黑皮箱，鎖定了炸彈所在的車廂后，柯南對車廂里的四人進(jìn)行試探，卻毫無頭緒，關(guān)鍵時刻元太的一句話提醒了他。

小五郎骨折住院，某天夜晚他看到對面的房間有殺人的黑影，匆忙趕去后，卻發(fā)現(xiàn)屋里什么都沒有，接下來的幾天，發(fā)生了同樣的事情，主治醫(yī)師白井說可能是因為疲勞而產(chǎn)生的幻覺，但柯南卻認(rèn)為事件沒那么簡單，他陪夜的當(dāng)晚也看到了殺人場景，兩人一起跑出去，當(dāng)他趕到小五郎身邊時，卻發(fā)現(xiàn)小五郎已昏倒，旁邊還躺著已經(jīng)死去的江藤醫(yī)生，小五郎就這樣糊里糊涂的成了「殺人兇手」……

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(yī)生佐藤、伊達(dá)，期間伊達(dá)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(fā)現(xiàn)尸體，柯南洞察到伊達(dá)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？

看到防盜鎖上膠帶的痕跡，又通過試驗證實(shí)自己的推測，柯南輕松破解密室難題。在調(diào)查過程中，柯南在銅像附近找到了自己掉落的鋼筆，他注意到酒店下的風(fēng)，詢問得知這叫「公主風(fēng)」，將「公主風(fēng)」和其他七位旅客的房間位置結(jié)合，柯南斷定兇手就是那個人，這時，小蘭急匆匆跑來說找到可以洗清前田嫌疑的證據(jù)，柯南利用小五郎展開了一場精彩的推理和實(shí)驗。

新一遭到某人綁架到白色房間，而且被迫回想起許多過去發(fā)生的案件。新一好像突然想到什麼，對著小蘭說”這一切都是你做的”。可是就在此時，兩人突然被玻璃隔開，房間里放出白色的煙霧，不久後兩人都失去了意識。當(dāng)新一醒來的時候，已經(jīng)離開白色房間，而且在現(xiàn)場有很多警察。第一個反應(yīng)就是要找小蘭的他，卻發(fā)現(xiàn)法醫(yī)站在小蘭身邊，而且後來還告訴她小蘭已經(jīng)死掉的消息...