毛利小五郎帶小蘭和柯南到傳說有天狗出沒的山里玩，路遇鄉土學者下村昌三。天色已晚，小五郎他們只好在民宿住上一晚。第二天，在小蘭的提議下，大家去附近的洞窟景點參觀，卻意外撞到鎮長帶著天狗的面具，在洞窟懸崖上的祠堂上吊自殺。鎮長為何要扮成天狗？他自殺的動機又是什么？

一家房地產公司的黑心社長東先生和他的助手河西找到了毛利小五郎，他們稱自己接到了殺人預告電話，而對方的目標就是東先生。嫌疑人有三個，小五郎和柯南一一找他們確認過，調查過程中柯南察覺到了一絲異常。三個嫌疑人被叫到了一起，柯南麻醉了小五郎后展開了推理，但就在結果出來后眾人卻都露出了詭異的笑容。

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。

鈴木集團舉辦的熱氣球大賽引來了很多參賽選手，冠軍獎金高達1000萬日元，蟬聯兩屆冠軍的水口先生今年帶著太太一起參加了比賽，賽前他和奧田先生發生了爭執。比賽中，奧田先生撞上了水口先生的熱氣球，在墜落過程中水口太太墜落身亡，發生的這一切看似只是一場事故，但柯南卻從熱氣球的殘骸中看出了端倪。

小五郎受J聯賽之邀擔任東京SPIRITS隊和大阪鋼巴隊的比賽開球儀式嘉賓，柯南與小哀他們也跟著小五郎來參觀后臺。步美是東京SPIRITS隊11號赤木英雄球員的粉絲，這次是英雄受傷后的首次出賽，步美本想送自制飲料給英雄，但因規定只能將賽場提供的運動飲料遞給了英雄。小五郎見狀也要了一瓶飲料解渴，但卻沒想到因此引發了不良反應。