為找尋更多的線索，服部向胴口詢問起袴田與垂見之間的恩怨，不想他卻避而不答反而找來袴田教訓(xùn)服部，之后他又遇到了當(dāng)時(shí)在二館外的學(xué)生，據(jù)目擊人說所，案發(fā)時(shí)他們曾看到一個(gè)頭戴面具，身背護(hù)具袋的人進(jìn)出這里，聽到這些證詞之后，服部終于知道了兇手是誰以及他所使用的手法，而此時(shí)，柯南等人也趕到了比賽會(huì)場，聽了警察對案情的描述之后，柯南急忙趕往服部所在的二館倉庫，卻發(fā)現(xiàn)服部早已將兇手制服。

小五郎帶著小蘭和柯南來到“黃昏別館”，途中還偶遇了同是偵探的千間降代，當(dāng)他們到達(dá)之后才發(fā)現(xiàn)，此次受邀前來的茂木遙史、大上祝善、槍田郁美和白馬探都是名偵探，而在這棟別墅內(nèi)隨處可見陳年的血跡。在晚宴上，本以為能一睹這位別墅主人尊容的各位偵探卻掃興的發(fā)現(xiàn)，他居然頭戴面罩，并且還阻斷了所有道路，要求偵探們在這棟孤立無援的別墅內(nèi)幫他尋找寶藏。

倫太郎家的餐廳來了一個(gè)叫龜倉雄二的人，在他以報(bào)恩為目的來到這里之后，倫太郎家原本的冷清的餐廳因龜倉的努力而漸漸生意興隆起來，可倫太郎總覺得事情沒那么簡單，便拜托少年偵探隊(duì)進(jìn)行調(diào)查。龜倉以想菜單為由總把自己關(guān)在屋子里，這讓柯南等人覺得很可疑，這時(shí)，光彥想到了福爾摩斯里的紅番聯(lián)盟案件，于是大家便以這個(gè)案件為參考展開了調(diào)查，柯南認(rèn)為光彥等人的推理都不可靠，然而事情的真相卻將柯南狠狠打擊了一番。

柯南在從大阪回來的新干線中遇上了佐藤警官、高木警官。兩人正在押送毒品的秘密販賣者小倉。途中車內(nèi)發(fā)現(xiàn)可疑的炸彈包裹。就在佐藤前去查看之時(shí)留下高木警官的時(shí)候，犯人小倉要求去廁所，卻在廁所中用刀刺自己的腹部身亡。而在調(diào)查的過程中佐藤發(fā)現(xiàn)小倉血跡的疑點(diǎn)，并推斷出這是他殺時(shí)間而非自殺。

晚到的杰拉爾·天馬被劍殺死，和天馬有過爭吵的加那善成為了頭號嫌疑人。柯南則在勘察現(xiàn)場的時(shí)候發(fā)現(xiàn)窗臺(tái)上不自然的痕跡，而鋼琴上奇怪的東西也吸引了柯南的注意，最終柯南揭穿了像謎一樣的人物的真面目同時(shí)也解開了殺害天馬的兇手所用的犯罪手法。在鐵證面前兇手最終承認(rèn)了自己的罪行并說出了殺人動(dòng)機(jī)。