就在警察要強行帶走小五郎時，柯南在機械室和浜田的尸體上發現的有力證據幫他洗清了嫌疑，而目前最有可能殺人的就是上原，當大家要暗中逮捕上原時，木下出面說自己去勸他自首，五分鐘后，屋內響起槍聲，上原射傷木下逃跑。柯南重新回到竜神號調查并和鈴一起進入海軍山洞，卻在這里發現上原的尸體……

兇手看似打破窗戶逃了出去，但柯南和服部發現兇手就在屋內，并且否定了兇手是老板的猜測，而剛才的停電也是人為的。期間，服部一直很在意柯南的種種反應，對柯南產生了懷疑。事件漸漸明晰，服部和柯南知曉了兇手是誰以及他殺死老板和綾子的手法。為了保護自己是工藤的秘密，柯南將服部麻醉說出真相，可讓他沒想到的是，就是這個舉動讓服部肯定了柯南就是工藤。

放學后，光彥一伙兒聚在一起研究寬波段接受器時，無意中接聽到了一個綁架恐嚇電話，大家都很擔心這個被綁架的女孩性命，便決定根據這通電話找到女孩，柯南根據歹徒陸續打給女孩爸爸的電話，和伙伴們一步步找到了被害人和歹徒的位置，成功解救人質。

園子邀請柯南和小蘭到家中別墅度假而富澤財閥的別墅也建在旁邊。當晚別墅突然停電而向外看時，柯南眾人正好目擊到富澤的父親被殺害的現場，凌子看到兇手的樣子，犯人竟然是死者的兒子熊三！在警方逮捕熊三時發現剛剛到達的老大和老二和熊三面貌竟然一模一樣。但在柯南的調查下最終鎖定了犯人并已園子的身份揭露了犯人的身份。

委托人為表示感謝，招待小五郎三人溫泉旅行，他們在搭乘湯之山縣的列車上，遇到了兩名爭吵的醫生佐藤、伊達，期間伊達曾生氣離開。換乘休息的途中，警察在與湯之山線列車路線基本相同的花之街線列車上發現尸體，柯南洞察到伊達神情怪異有犯罪嫌疑，可他是怎么樣在兩趟不一樣的列車上游走殺人的？