在從伊豆回來的路上，因為小五郎的車子出了故障，柯南等人借住KURON健康器具公司的山莊。而此時，山莊里的3人正在新制品藥物社內研究的關鍵時刻。第三開發部部長平松正樹的制品馬上就要被采用了，然而社長梅谷四郎被刀刺傷，并平松也遭遇車禍身亡。看似事故的現場柯南卻有著不一樣的看法。

平次和和葉子預定來找柯南，但到了預定時間還沒有出現柯南他們很擔心。小蘭突然想起了服部說過要和一個叫楠川的偵探見面。不久柯南他們在楠川的公寓找到線索后來到律師伊藤美沙里的家里。但是伊藤卻聲稱平次他們的事自己完全不知情。但此時服部和和葉正被關在他家的房頂里，原來伊藤的目的是為了逼迫平次解開放有自己偷稅證據的銀行保險箱的密碼，平次和葉子是否能夠脫險？

發燒的小哀醒過來發現阿笠博士倒在了電腦之前，正當小哀以為教授被黑衣人殺害的時候發現只是誤會。之后柯南，小哀和阿笠博士去拜訪了哀的父親宮野博士的朋友出島。他們認為他可能多少知道一點黑暗組織的以及哀父親的行蹤，但是出島也已經30多年沒和宮野博士碰頭了。但是就是最近宮野博士女兒明美曾來拜訪過，正當柯南，小哀尋找明美留在這里的物品時出島卻意外死亡！

無法渡海，大家只能暫時待在鎮長家的廢棄別墅里，然而干坐在這里等救援還不如對這棟房子進行一番調查，于是 ，大家就分組行動，柯南和服部等人在一樓的房間里發現了鎮長和他女兒的照片以及房梁上一些莫名其妙的文字，突然間，二樓傳來慘叫，久米不知為何在看到鎮長女兒的肖像油畫后就變的很反常，這時，救援船趕來，可船上卻只有一具船長的尸體和一行字句，事情變得越來越奇怪了。

此次幽靈恐慌的第二天，柯南他們下榻的民宅的主人—永倉先生被人襲擊了。永倉先生雖然沒有生命危險，但是犯人是誰卻不得而知。警察以重要參照人為理由帶走了從在進行地球遺產登陸委員會那里派來的缺德調查官川治，但柯南卻發覺這其中不自然的地方，最終少年偵探團的各位找到了真正的犯人并將找出了幽靈少女的真相。