小五郎骨折住院，某天夜晚他看到對面的房間有殺人的黑影，匆忙趕去后，卻發現屋里什么都沒有，接下來的幾天，發生了同樣的事情，主治醫師白井說可能是因為疲勞而產生的幻覺，但柯南卻認為事件沒那么簡單，他陪夜的當晚也看到了殺人場景，兩人一起跑出去，當他趕到小五郎身邊時，卻發現小五郎已昏倒，旁邊還躺著已經死去的江藤醫生，小五郎就這樣糊里糊涂的成了「殺人兇手」……

身體變小后柯南轉入帝丹小學，并結識了步美、光彥和元太。某日，明星洋子來到毛利偵探事務所，說總感覺有人暗中監視她，為了更進一步了解真相，毛利一行人來到洋子住處，可開門后居然有具死尸橫在門口，期間柯南發現了另一名演員優子的耳環并且還注意到洋子的經紀人山岸神態怪異，洋子、山岸、優子到底誰才是真正的兇手。

這天小五郎帶著小蘭和柯南到外面吃完飯時巧遇大學時代的同學大村。因為有事商量他們一同到了大村的公寓。在屋里喝茶說話時，窗戶玻璃突然碎了而在樓下的馬路上突然有個男人倒地身亡。在警方調查下發現死者生田是在和同學聚會的途中出去后死亡的。而在勘察了現場之后柯南發現了犯人使尸體自動摔下的手法并以小五郎的聲音揭露了犯人的犯罪手法。犯人最終承認了罪行并坦白了自己殺人的原因。

少年偵探團幫隔壁班浩樹找貓的時候，無意中在一戶人家的浴室里發現尸體，柯南趕緊叫來警察調查，開門的是一個脾氣很差的大叔，柯南沖進浴室卻發現尸體不見了，而這個大叔卻表示什么都不知道，自己則回二樓去睡覺讓警察隨便找，這時，臭脾氣大叔的弟弟回家并幫忙一起尋找，經過一天的搜查，警察無獲而返，但是不甘心的偵探團在夜里繼續調查，柯南一人潛入，卻遇到了危險……

少年偵探團，在機緣巧合下和最受歡迎組合TWO-MIX的主唱高山美奈美一起吃飯，高山為找搭檔永野椎菜，一人跑出了演唱會的會場。后來在餐廳外，歹徒當著柯南的面將高山推入車中綁架，他們要求少年偵探團拿著TWO-MIX最新的歌曲練習帶去交換人質，歹徒在電話里讓少年偵探團把警察甩掉并讓步美一人前去，于是柯南和步美調換身份。