千葉警官在警局四處詢問有關“不明飛行物”的線索，卻毫無所獲，這天他回到家，收到了聲稱是自己宇宙第一大粉絲的人寄來的神秘郵件。在另一邊，名為和田陽奈的女高中生來到毛利事務所，委托小五郎調查杯戶公園“UFO”一事。杯戶公園隔壁的杯戶高中發生殺人案件，這兩者是否有聯系？

高木警官突然來電要找柯南，他說柯南是殺人事件的知情人。畫家北園青峰下午三點半左右在家被人殺害， 警方為了確定嫌疑人之一北園先生的弟子西山大樹的不在場證明把柯南叫來，因為事發當日西山將柯南和朋友們作為模特畫了一幅風景畫。北園先生的兩位弟子和妻子都似乎與北園先生有過糾紛，這次的案件讓警察們陷入困局。

小五郎帶蘭和柯南來到東京附近的度假山莊放松，在那里遇到了同樣來休閑的女大學生三人組。小五郎伴著美景喝了許多酒，正當他昏昏欲睡之時，河邊突然出現了異變。河水突然變紅，順水而下居然有一具尸體飄了過來，小五郎立刻清醒跳河救人，等打撈上來后大家驚覺這居然是剛才的女大學生之一的秋葉夕子。

小五郎讓柯南和小蘭陪他一起去位于大分的別府溫泉旅行，說到別府溫泉最有名的莫過于地獄巡游之旅，就在小蘭和柯南興致勃勃討論的時候小五郎卻在一旁默不作聲。在柯南和小蘭的逼問下小五郎才說出了實情，這次的旅行目的是尋找仲代電氣社長的女兒麻奈美，柯南根據照片找到了麻奈美所住的旅館，但這僅僅只是開始。

柯南等人來到方斗寺調查會預知未來的佛像一事，因天色已晚便決定在寺院內留宿。正當眾人享用晚飯時，突然從房內傳出一聲慘叫，原來是正在房中念經的住持被人殺害。毛利小五郎通過柯南在院內找到的一些線索，推斷出了兇手的身份，然而正當兇手跪地坦白自己的罪行時，柯南突然發現案件并沒有結束……