對三天后即將失效的殺人案兇手不斷發出挑釁言論的犯罪心理學家平棟堂次，在自己家中遭到殺害，兇手在他的背上刻下了Z字型傷痕。為找尋更多的線索，柯南等人跟著高木警官來到了二十年前的受害人家中詢問相關案情，雖然只得到了零星線索，但柯南卻將它們串聯起來并發現了共同點，那就是這四名被害者或許是一起打麻將的牌友，于是，高木和柯南等人決定順藤摸瓜，逐一調查他們可能去過的麻將館。

小蘭和柯南在毛利小五郎的錢包里，發現里面有5萬日元的項鏈收據，那好像是要送給十月十日小蘭的媽媽妃英里的生日禮物，小蘭得知這件事以后發揮驚人的手氣抽到飯店住宿卷，他們一起來到海兵飯店，享受一頓豪華的晚餐，但是小五郎絲毫沒有要送出禮物的意思，喝的爛醉后睡著了，于是妃律師一氣之下回到自己的房間，小蘭想在生日結束前讓小五郎送出禮物，當我們進入房間時，發現了尸體，那是受到跟蹤狂騷擾的國芬秋穗女士，而且妃律師回到房間時斌沒有看到尸體，是在她洗澡后不知道從什么地方冒出來的，應該是兇手移動了床的位置并跟尸體藏在床的下面，于是他們和橫溝警官一起對住在這所飯店的跟秋穗女士有關系的人詢問當時的情況。

小說家萬田年久在旅館里趕寫小說，在編輯島木催稿離開房間后，萬田化裝成服務生，帶著貓咪諾貝爾離開了旅館。萬田路過柯南等人打簡易棒球的場地，進入了弟子原本高平的家。萬田從代理作者原本那里得到原稿后，將其殺害了。而偶然將球打入的柯南一行進入房間后發現了被殺的原本。柯南則發現了萬田的不自然。

死者鍛吾是被人捆綁溺斃在泳池中而死，他的一只手上還戴有前管家的手套，作為父親的角藏認為兇手就是這棟宅邸中的某個人，聞聽此言，小五郎便做出不可能是家人犯案的結論，可是當晚，角藏的房間里就傳出花瓶摔碎的聲音，當大家趕到時，角藏已上吊身亡，在案發現場高木警官發現疑似角藏所留下的死亡訊息。

死者因背部被利刃刺中失血過多而死，警方立刻展開了調查，他們首先對撒旦鬼塚進行了偵訊，雖然他可以卸去魔鬼妝假扮送外賣的員工跑去二樓殺人，但大家并未在他的休息室內找到鏡子，在沒有鏡子狀態下他如何變回魔鬼妝？柯南一開始就認定社長是鬼塚所殺，可是卻苦于想不到他的犯案手法，一籌莫展之際，桌子上的紙鶴和透明尺給了他提示，變身魔鬼之謎終被破解！