某個星期日，柯南和小五郎在樓下喝咖啡的時候，從店員阿紫那里聽到了一件奇怪的事情，一位客人用完餐之后將手機落在了店里，期間，阿紫曾接到過三通電話，最奇怪的就是最后一次，柯南和小五郎查看手機，發現這里面所存的號碼和名字全部都是虛假的，就在二人毫無頭緒的時候，由美拿著這家店的發票找到這里，而這些發票的持有者正是手機的主人，由美說這個人已經出車禍死亡，為了調查事情的真相，柯南建議給電訊公司打電話查詢。

朱蒂向小蘭和園子坦白了自己FBI的身份，而朱蒂還向小哀提議加入證人保護計劃。另一方面從學校回來的路上步美與柯南他們分手后徑自往家走。突然她和一個穿雨衣的男人撞在一起并倉皇離去，而這個人卻是殺人嫌疑犯！在警方的調查中步美說出手上發現了一個類似""5""似的記號，而這個記號究竟又是什么意思呢？

元太帶朋友們來到一家寵物店，沒想到居然發現了老板白井的尸體，奇怪的是在他的店里居然出現了本不該在這個季節出現的甲蟲，為了進一步進行調查，他們從寵物店里拿了一張群馬縣甲蟲博物館的宣傳單，與偶遇的高木一起驅車趕往群馬，在這里他們認識了博物館職員荒木、甲蟲研究家榛名和雜志社編輯石田，當得知白井被殺的消息后，每個人都連忙推卸，但根據目前掌握的線索，兇手一定就在他們三人之中。

在警方調查的過程中，他們還在下鴨的房間發現了一盤由絹川和輝主演的錄影帶，本來想看看其中有什么線索，不想小五郎和橫溝警官還很入戲的看完了，但柯南卻注意到了被他們所忽略的細節，這時，有鑒識人員說兇手在勒死下鴨之前曾用蓬蓮頭敲打他的頭部，柯南根據這些判斷出兇手是誰以及她所使用的兇器，之后，他又使用老方法將小五郎麻醉，在指示了橫溝警官做好相應準備后，一場精彩的推理就要開始了！

柯南等人在警視廳鑒證連續發火現場遺留的紅馬現場照片，發現其中1張紅馬上有“兔”字，由此推出“紅馬”是三國志中出現的赤兔馬。另一方面，古董品店長玄田隆德到訪諸角宅，由于他打算送給諸角亮子的塑像是騎乘著赤兔馬的關羽，玄田的名字引起了搜查線上的注意。在一系列的推理調查之后玄田被捕了，但柯南和平次卻發覺了這其中的異樣。最終在柯南和平次的聯手調查下犯人的真面目慢慢浮出水面。