女主播水無憐奈拜托小五郎調查一件奇怪的事情，她家的門鈴連續兩個月無故響起，但卻從未發現有任何人出現在附近的跡象，并且門口還曾出現過一瓶安眠藥，更離奇的是隔壁空了半年的房子竟然在某天夜里出現了聲響，聽完水無的描述，柯南在她家門口的墻上粘了發信器，企圖竊聽門外的動靜，之后，又獨自來到隔壁房間調查并在玻璃門上發現了“木、美、和”三個字。

少年偵探隊按照暗號分別找到了剩下的兩個時光保存罐，卻發現在此之前有人曾將它們挖出來過而且最后一個發現的時光保存罐里面竟然有一封信，將所有的字條擺在一起，真相也愈發明晰，柯南在阿笠博士的幫助下揭露了真兇，沒想到事情的癥結可以追溯的十五年前……

小五郎，柯南，蘭，園子為了看伊東玉之助的劇團的戲劇表演，而前往了有名的劇院金丸座。這次，劇團上演的是以《歌劇院的怪人》為藍本改變的《金比羅劇院的怪人》的時代劇，玉之助飾演怪人，女演員輕部蘆美飾演女主角歌手。之后，在彩排中大吊燈突然落下，由于蘆美額頭受了小傷，玉之助不得不在劇院公開了被實際存在的怪人要求更換女主角的事情。

當阿笠博士滿懷期待得走向那位女性時，卻發現這個人竟然是男扮女裝而且還是自己的舊識，再次認錯人不禁讓這群孩子們大失所望，于是大家決定利用動物園的廣播站尋人，可依舊沒有回應，難道博士又要與自己的初戀情人擦肩而過？這時，博士的回憶隱約浮現，柯南根據博士的說辭，破解暗號，來到了相約之地……

笹本安太郎和神尾總是遭到大學時期同在推理研究會的日影的襲擊，因為實在無法忍受這種恐懼，在笹本的提議下他們找到了小五郎，神尾說日影曾寄給他一份小說的原稿，而里面的內容完全是如何殺人，而且他們的另一位同伴就死于小說中的手法，調查期間，神尾遭到炸彈襲擊， 笹本則差點被車撞傷，就在警察將注意力都放在搜索日影時，柯南卻認為兇手另有其人。