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。

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！

這天小五郎和柯南看到警車駛過，便和目暮警官一同趕往殺人現場。原來是公寓的某屋內發現了小說家齊川村子的尸體。死因是頭部被物品打擊致死。發現尸體的是迷宮出版社的編輯遠野舜一和公寓管理員村田啟三。遠野說齊川之前收到了恐嚇的明信片。而在警方的調查下柯南最終發現了犯人的真面目。

小五郎帶著小蘭和柯南一起去美容院接妃英理吃飯的途中聽到了奇怪的聲音，停車后，他們發現格斗家永作司朗的尸體躺在垃圾堆中，警方立刻趕來調查，他們發現死者的脖頸部位有許多細小的毛發,由此推斷永作司朗死亡之前可能在剪頭發，這時，給妃英理做頭發的美容家葉坂皆代說自己曾和死者是戀人，于是一行人又到她的美容院查看，雖然她有殺人的動機和嫌疑但與此同時她也有不在場的證明。

放課后，小林老師神神秘秘的讓同學們都離開教室，待大家午餐完畢返回教室，卻發現黑板上留有一張“怪人二百面相”的字條，柯南一眼就看穿了這個江戶川亂步迷老師的意圖，之后，同學們又紛紛從自己的抽屜里找到了數字和篩子的圖紙，柯南輕松看出暗號的所指，就在他要揭秘時卻被廣播叫走，解謎的重任就交給了1年B班所有同學，沒有柯南的幫助，他們能否解開暗號找到老師呢？