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生佐藤、伊達，期間伊達曾生氣離開。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現尸體，柯南洞察到伊達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？

這個從天而降死亡的人是江源，但從領結和皮帶等細節可以看出暗夜公爵并不是江源，警察去江源房間搜查時，發現房門居然上有防盜鎖，兇手把江源推下后是怎么逃脫的？在警察對其他人偵訊時，暗夜公爵將看守江源尸體的空手道高手打昏，還出現在了柯南、小蘭和佐山面前，并完全躲開了小蘭攻擊，難道說兇手就是……

阿笠博士送給柯南一幅追蹤犯人眼鏡，柯南本想把發信器粘在小蘭身上，卻陰錯陽差的粘在了來偵探事務所找爸爸的雅美手表上，根據女孩提供的信息柯南在賽馬場找到了女孩的爸爸健三，事情本應就此結束，可第二天傳來的卻是健三的死訊，擔心雅美有危險，柯南利用追蹤器找到了一個高大的男人并非雅美，從柯南另一個參與此事的偵探口中得知此事并非尋人那么簡單，深入調查過程中，又出現了一樁命案。

就在小五郎因跟蹤一個男人三天而大賺一筆高興時，電視上播報出一個名叫根岸的人在紅鬼村火祭被燒焦的消息，誰想此人正是小五郎跟蹤了三天的人，而嫌疑最大的就是繼承了根岸五億財產的阿部豐，可根岸被殺的時候，阿部豐在外旅行，因此他有充分的不在場證明，可這些沒能瞞過柯南的眼睛，他還是解開了阿部豐的「不在場證明」。

為找到更多的線索，柯南和服部對長門家的門衛和廚師等人逐一進行詢問，并且在對個個房間的搜查中，找到了女仆口中的床單，而且根據秀臣房間的電話留言，兩人重新推斷出了秀臣的死亡時間，一切準備就緒，服部叫來目暮警官，重現當時犯案的場景，兇手就是那個人，但逼死兇手絕不是一個偵探想要的結果。