靜岡縣的橫溝警官特地找到小五郎拜托他調(diào)查一起怪異的案件，此次案件的受害者是演員小宮山，雖然被害者只有一名，但是前來自首說自己是兇手的卻有三人并且這幾人都有理有據(jù)的說出了自己的動機(jī)和行兇方式，由于事情緊急，橫溝希望小五郎可以盡快做出推理。趕到案發(fā)現(xiàn)場時，柯南再次對證人進(jìn)行詢問，并得知了事情的真相，兇手是自首三人中的一人？還是另有神秘四人？

小五郎帶小蘭和柯南去日賣樂園游玩，正好碰上劇場演出，假面超人的表演橫跨整個樂園，可就在他表演從高空彈跳的動作時，腳踝的橡皮突然斷裂，假面超人的表演者西野掉落河中而死，這起案件乍一看是意外，但柯南注意到橡皮有灼燒的痕跡并非自然斷裂，于是推斷出這是謀殺，在對案發(fā)現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查和相關(guān)人員的偵訊后，兇手浮出水面！

濱野是被兇手勒死放置在雪地中間的，他是怎么完成這種不可能的犯罪？在須鐮的提醒下，大家想起了沒有來參加的會員影法師，并認(rèn)為他最有嫌疑，期間，田中說要上樓披件衣服，但突然從外面射入一支箭，與此同時浴室也遭遇同樣的情況，沖出屋外后，大伙在樹林了發(fā)現(xiàn)了十字弓和一些箭，柯南一邊詢問大家濱野遇害時的情況，一邊對別墅進(jìn)行檢查，并在浴室窗戶下發(fā)現(xiàn)了訂書針，之后又受酒瓶上圖案的啟發(fā)，他知道了事情的真相！

園子和小蘭購物結(jié)束坐公交的時候，有一位自稱是設(shè)樂的老人坐在了小蘭旁邊，他說自己認(rèn)識小蘭并打算去趟毛利偵探事務(wù)所，聊著聊著小蘭睡著了，醒來的時候老人已經(jīng)離去，可是小蘭卻很擔(dān)心老人的安危，執(zhí)意要去公車站找老人，這時，柯南發(fā)現(xiàn)小蘭的包里多了一張磁片，這張機(jī)密磁片的內(nèi)容到底是什么？老人又到底去了哪里？

雖然少年偵探團(tuán)被發(fā)現(xiàn)且命懸一線，不過幸好柯南及時趕到，大家得以解救，至于這個黑衣女人根本不是組織里的人。回家的路上，灰原識破柯南的身份并說自己是黑衣組織的人，而阿笠博士現(xiàn)在已經(jīng)……，聽到這些，柯南匆忙趕去博士家卻發(fā)現(xiàn)博士安然無恙，而這時灰原也回到家，原來她因為姐姐的事情已經(jīng)背叛了組織并且服用了和柯南一樣的藥讓身體變小，走投無路之下來到工藤家，被博士發(fā)現(xiàn)而收留。