毛利一家大早上就來到了白羅咖啡廳，安室特制的蛋糕是店里的招牌，但打開冰箱后卻發現蛋糕融化了。少年偵探團聽到柯南在白羅咖啡廳便全跟了過來，得知蛋糕融化后他們都很失望，為了讓伙伴們吃到安室的蛋糕柯南準備著手調查此事，經過了幾天的監控他們并沒有找到原因，這起蛋糕融化事件的真相到底是什么？

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？

外出露營的少年偵探團為了避雨來到了一棟別墅，別墅內的男傭人告訴大家最近房間內有幽靈出現。在交談中，柯南等人得知別墅的女主人不久前剛剛去世，而男主人則認為幽靈是女主人回到了家中。關于出現幽靈一事，女傭人似乎顯得十分不適，而男主人的侄子似乎行跡也有些奇怪。柯南察覺到幽靈之事必有蹊蹺，決心與少年偵探團一同查明真相。

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。

警方開始調查啤酒王子南北家O太郎的死因，大家都有不在場證明，小五郎斷言這是一場意外事故。但警方卻從Q次郎的尸檢報告中發現了疑點，經檢查發現Q次郎尸體肺部里的水并不是池塘水而是自來水，而O太郎的房間里發現了監聽器，上面還有Q次郎的指紋。更令人驚訝的是桌子上留下的指紋是O太郎的，而這指紋竟然與七年前搶劫殺人案犯人留下的指紋是一致的。