大家一起去滑雪的時候，小五郎弄丟了別墅的鑰匙，三人正愁沒地兒住的時候，醫科大學的大山教授認出小五郎并邀請他們去自己的別墅，并正巧碰上了大山教授學子們的聚會，期間，中原驅車下山買下酒菜，趁這個機會大家也都各自活動，可中原回來后，卻發現大山教授被殺，柯南在現場根據教授留下的線索找到兇手。

關西的名高中生偵探服部平次，為了合氣道比賽而來到帝丹高中。工藤新一與平次雖然沒見過彼此，在心里卻把對方當成對手，可是表面上又裝出完全不在乎對方的樣子。後來平次在去帝丹高中的路上碰到搶匪，與毛利蘭一起在回家途中的新一，也一起幫忙追搶匪。後來是靠新一踢足球擊中搶匪，不過也同時打破一間民宅的玻璃，而里面還傳出女人的凄厲尖叫聲...

小五郎作為顧問加入了洋子拍戲的劇組，拍攝結束后，小蘭找男主角那智簽名時卻看到了他被攝影師安西威脅場景。晚上大家其樂融融的回旅館聚餐，期間妙子曾回家取東西，她的未婚夫島崎外出賣煙，回到旅館后的妙子看到外出的安西神情充滿恐懼。小蘭和洋子外出買東西的路上，發現了死在神社的安西，柯南再次展現推理頭腦，找出真兇。

麗花身上有被捆綁的痕跡，柯南在調查中扭開水龍頭的時候，發現水居然是從蓮蓬頭流出，確定了兇手之后，接下來就是找證據，柯南麻醉小五郎，借助小五郎的聲音讓三船、五條、六田、一枝脫下外套，更加確定了自己的推測，在黑暗的別墅中，柯南指出兇手，而兇手的殺人動機則源于兩年前。

當晚發生殺人案件的書房是完全的密室，而屋外的雪地上也沒有腳印。犯人是怎樣到書房的呢？在大家都將兇嫌箭頭指向搞外遇的妻子和情夫時，柯南卻看出破綻。一樁多年前的恩怨所埋下了憤恨的殺機的事實漸漸浮出了水面。最終柯南發現了兇手的犯罪手法并將其公之于眾，而兇手也最終承認了因為妹妹的去世而起殺念的事實。