少年偵探團的理科自由研究作業是拍攝鎮子的全景照片，為此阿笠博士帶他們來到云丸山露營，在山中小屋他們遇到了正在爭吵的四人，而三年前意外去世的元木是他們爭吵的焦點。爭吵過后岳美負氣離開睡在了懸崖底下，半夜的時候榮子等人為三年前因意外去世的元木默哀，正好醒來的柯南見證了這一幕，但在第二天元太卻發現山下的岳美小姐倒在了血泊中。

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。

米小圈在電視上看到小區大娘的寵物狗丟了，看來小區附近有偷狗賊，米小圈非常驚慌地跑出去看耗子，剛好姜小牙也在，姜小牙總是來看耗子，現在不會再偷偷將它帶回家了，鐵頭也看了電視，匆匆忙忙來找耗子，三個人都這么關心寵物狗，鐵頭聽到米小圈同意他作孩子的哥哥，起初還很開心，當聽到姜小牙和米小圈都作了耗子的爸爸時，頓時不開心了，三個人的關系這么鐵，現在直接差輩了。三個人正說著，忽然發現狗沒了，之后匆匆忙忙去找狗，卻在小區另一側，中央公園門口一個老大爺騎車帶著耗子悠閑而去。米小圈和姜小牙鐵頭就這樣看著耗子被帶走，他們立刻給警察叔叔報了警，之后尾隨狗販子看要將狗帶去哪里。他們一路跟著到了一處小院，親眼看到耗子被關了進去，米小圈和姜小牙和鐵頭商量采用聲東擊西的方法引開爺爺，之后再偷偷潛入院子將耗子偷走。鐵頭哭不出來，姜小牙便幫忙在他大腿處狠狠掐了一把，終于鐵頭疼得哇哇大哭。鐵頭哭著稱自己找不到家，老大爺便帶著他去找家，米小圈和姜小牙便悄悄溜進院子，將耗子給抱了起來，姜小牙被一盆粉紅色的面團吸引，伸手去捏了捏，竟然整雙手都被陷了過去，米小圈趕過去幫忙，兩人都被面團黏住了。就這樣錯過了偷跑的最佳時機，不一會兒

喜歡刁難人的管理員并沒有告訴由美等人過多的線索，柯南結合能夠得到的信息一步步推敲終于有了結果，輸入密碼后筆記本電腦只是切換到了前置鏡頭，而那封裝有結婚登記表的信封早已被管理員塞回了由美的上衣口袋里。就在眾人打算去比賽會場時秀吉打來了電話，他告訴由美可以丟掉信封，因為心事重重的他已經輸掉了比賽。