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。

平次和合葉被惡毒的律師美里沙關了起來，并強迫服部來解開楠川偵探留下的一句暗號。另一方面柯南雖然在掌握了平次他們的行蹤，但因為找不到只好找了家飯店吃午飯。突然平次打了一通電話過來，要求幫忙解暗號密碼，但柯南發現了暗號密碼的異常。此時，服部也為美里沙解開了暗號的謎題，而柯南也成功解除謎題并報警解救出平次和葉子。

此次幽靈恐慌的第二天，柯南他們下榻的民宅的主人—永倉先生被人襲擊了。永倉先生雖然沒有生命危險，但是犯人是誰卻不得而知。警察以重要參照人為理由帶走了從在進行地球遺產登陸委員會那里派來的缺德調查官川治，但柯南卻發覺這其中不自然的地方，最終少年偵探團的各位找到了真正的犯人并將找出了幽靈少女的真相。

在柯南與少年偵探團的孩子們及阿笠博士看比賽歸途的電車內，支持者赤野被殺。犯人確定在3個人之中。卻沒有決定性的線索。柯南從哀收看的比賽轉播中得到提示，看穿了犯人的謊言。并揭穿了犯人其實沒有看比賽只是通過廣播收聽比賽過程的謊言。而犯人也道出了為被赤野殺掉的弟弟報仇的動機。而此時柯南發現灰原遠離人群，追過去后只看到列車奔馳而去？