少年偵探隊為了看電影假面劍客的試映會，在有希子的帶領下來到東都現象所，可是由于某些原因，預定的試映時間必須向后延長，而有希子又要趕搭飛機先行離開，因此柯南等人就暫時留宿穗島先生家，沒想到的是在客廳沙發上睡覺的古村先生被不明人士用刀子刺向了心臟，當場身亡。

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、小蘭、小五郎等到小天狗山遠足，目擊了在山頂管理事務所工作的平井高也從山崖上掉下來。他們急忙到崖下去看時，平井已經死亡。同事務所工作的近藤英一郎說本來應該是自己去的，為此泣不成聲，警方打算按照事故處理，柯南卻發現這不是突發事故而是一起殺人事件！而在調查之后柯南也發現了兇手的真實面目以及犯罪手法！

柯南和阿笠博士從板倉的日記磁片中果然找到了他與黑暗組織接觸過的線索，這讓柯南興奮不已，于是兩人立馬趕往板倉的別墅，企圖找到板倉所開發的系統軟體和黑衣組織發來的郵件，然而，讓他們沒想到的是，郵件竟然有密碼，如果在一定時間內沒有打開，郵件將自動刪除，而這將引起黑衣組織的懷疑，這時，屋內的電話響起，從另一邊傳來沃克質疑的聲音，柯南和阿笠博士該如何應對？

此次幽靈恐慌的第二天，柯南他們下榻的民宅的主人—永倉先生被人襲擊了。永倉先生雖然沒有生命危險，但是犯人是誰卻不得而知。警察以重要參照人為理由帶走了從在進行地球遺產登陸委員會那里派來的缺德調查官川治，但柯南卻發覺這其中不自然的地方，最終少年偵探團的各位找到了真正的犯人并將找出了幽靈少女的真相。