柯南在和阿笠博士，步美等人一起去酒店吃自助餐的時候，將事情的來龍去脈全部告訴了灰原，沒過一會兒，高木警官趕來辦案，柯南詢問后得知這家酒店里的一家藝人事務所社長被人槍殺，在他的提醒下，警察抓到了三名有嫌疑作案的人，而其中一名竟然是FBI的搜查官卡梅隆，因為不能暴露身份，所以他接受偵訊時支支吾吾的表現更顯可疑，于是，柯南打電話給茱蒂老師讓她前來解圍。

東西南北四個代表簡單做了自我介紹以后，就各自回房休息，吃飯的時候卻發現導播被人綁在形如密室的房間內，所幸生命沒有受到威脅，就在大伙兒忙著尋找線索時，照顧他們起居的甲谷突然說這是比賽的第一題，北部代表越水七規承諾一小時之后就能重現密室手法，等待期間南部代表時津潤哉說起了一年前的薰衣草殺人事件。時間一點點過去，越水遲遲不現身，待大家趕到時，他已死在了密室中。

小說家萬田年久在旅館里趕寫小說，在編輯島木催稿離開房間后，萬田化裝成服務生，帶著貓咪諾貝爾離開了旅館。萬田路過柯南等人打簡易棒球的場地，進入了弟子原本高平的家。萬田從代理作者原本那里得到原稿后，將其殺害了。而偶然將球打入的柯南一行進入房間后發現了被殺的原本。柯南則發現了萬田的不自然。

警方將這三人都帶到了地下停車場，他們分別是兒島、稻垣和玄田，根據受害者指著元太說“L”的信息，步美和光彥就認為歹徒是與元太名字相近的家伙，便分別對他們提出質疑，但都被柯南否定。與此同時，柯南也已經知道了歹徒的身份，他躲在阿笠博士身后，用變聲領結說出了真相！

在FBI制定作戰計劃的同時黑暗組織就已經展開了行動，他們以南田陸道的名義寄給FBI一盆花，就在柯南推測敵人的意圖時，杯戶中央醫院突然涌來大波病患，這無疑也是黑暗組織的安排，在處理完花盆里埋的炸彈后，醫院陸續出現送貨員，而這些貨物全部都是黑暗組織送的炸彈，如果醫院爆炸，后果不堪設想，柯南和赤井秀一又會采取什么行動？