鈴木次郎吉宅邸中的大保險柜——鐵貍是由幕末的機關師三水吉右門衛制造的無法攻陷的最強保險柜。針對鐵貍，怪盜基德拋出了挑戰書，揚言自己將打開那個擊退了無數盜賊的堅固門扉，然而在鐵貍外，次郎吉還安裝了與重量傳感器聯動的防盜裝置，任誰想要接近保險柜都極其困難。在預告作案的當天，中森警官率領警隊進行了嚴密的布防，可是基德的第二封預告信還是出現在了保險柜前，難道他已潛入宅邸？

在東京的松陰神社，少年偵探團及時救下了被男子襲擊的小早川公子小姐，為了尋找她爺爺藏起來的足以買下國家價值連城的寶藏，大伙一起前往她的老家津和野在中途的新山口車站，遇到了自稱是公子小姐的朋友川子茂先生，但柯南和灰原注意到這并非他的真名，到達之后，他們又發現了新的暗號，順著線索來到了萩市，沒想到襲擊公子小姐的人那些人將灰原、光彥和公子小姐帶走。

工藤收到屋田誠人的信，信上說他一年前辦的案子有差錯讓他重新調查，于是，在服部、小五郎等人的陪伴下他們一起前往那個村莊。柯南只身來到了信上所說的地址，不想被關進了小木屋，就在這時，他因為誤食解藥的身體開始發生變化，逃脫期間掉進了旁邊的湖里，被人發現時他已經失去記憶。為了讓他想起過去，服部一行帶著新一來到了當時的案發現場日源村長家，并在這里碰見了記者河內深里以及屋田誠人的同學水川萌生。

根據這個如此漏洞百出的犯案現場，柯南推斷前來拿走照片的人并不是黑暗組織，為查明真相，柯南讓店長分別給三個有備份鑰匙的人打電話詢問他們的行蹤，卻并未發現有何異樣，然而，一切都逃不過柯南敏銳的眼睛，他將凳子上汗漬與這三個人是身形相聯系，斷定拿走照片的人就在他們之中并且這個人現在就在房間里。

對三天后即將失效的殺人案兇手不斷發出挑釁言論的犯罪心理學家平棟堂次，在自己家中遭到殺害，兇手在他的背上刻下了Z字型傷痕。為找尋更多的線索，柯南等人跟著高木警官來到了二十年前的受害人家中詢問相關案情，雖然只得到了零星線索，但柯南卻將它們串聯起來并發現了共同點，那就是這四名被害者或許是一起打麻將的牌友，于是，高木和柯南等人決定順藤摸瓜，逐一調查他們可能去過的麻將館。