市川産業の会長･市川孝太郎に呼ばれた小五郎は、二人の娘の行動を監視してほしいと依頼される。親族会で小五郎は、性格の悪そうな長女と次女の様子をうかがう。コナンは長女･一重が地下室でワインに毒を注入するのを目撃するが、何者かに襲われ意識を失う。が、その間に孝太郎は一重が勧めたワインを飲んで急死してしまう。

小五郎は人間国宝の陶芸家･菊右衛門に招待され、コナン、蘭と共に東京郊外の家を訪れた。小五郎のファンだという菊右衛門老人は高価な作品を惜しげもなく小五郎に与え、歓待する。小五郎に見せようとした新作の壺「風水丸」が割れてしまい、落胆する菊右衛門。翌朝、とんでもない事件が小五郎とコナンを待ち構えていた。

人間国宝の陶芸家･菊右衛門の息子の嫁･益子の死は、新作の壺「風水丸」を壊したことを苦にしての自殺かと思われた。が、素足で首を吊っていた益子の足が汚れていないことに気づいたコナンは、一人で殺人事件の証拠探しを始める。益子をワナにかけ、自殺に見せかけて殺した犯人をコナンは追い詰めていく。

蘭たちの中学の先輩だった内田麻美が新一の留守宅を訪ねてきた。新一を誕生パーティーに招待したいのだという。新一の代わりに園子、小五郎、コナンがそのパーティーに参加することに。麻美の誕生パーティーは、盛り上がったが、寝込んでしまった麻美を残して全員でカラオケに行っている間に別荘が火事になってしまう。

蘭のおかげで麻美は一命をとりとめた。ケーキのローソクの火が何かに引火したのが火事の原因らしい。消し忘れの事故か、それとも麻美自身が火をつけたのか？コナンは火事の前後で別荘の家具の配置が変わっていることに気づき、焼け跡を調べ始める。そして、燃え残ったファックス用紙から仕組まれた火事のトリックを見破る。

探偵の心得を教えてほしいという時代劇俳優の土方幸三郎の自宅マンションに招かれた小五郎とコナン、蘭は、離婚騒動の渦中にある土方の妻・永倉勇美が隣の沖田一の部屋のベランダで変死するのを目撃する。沖田は勇美の不倫の相手と噂される俳優だ。一人で部屋にいたと言い張る沖田は、身の潔白を主張するが…。

時代劇俳優の土方幸三郎の妻・永倉勇美が隣の沖田一の部屋のベランダで絞殺され、現場の状況から沖田が犯人と思われた。だが、真犯人は巧妙なトリックを使って沖田の犯行に見せかけていた。コナンは詰めかけた取材記者たちの前で小五郎に麻酔銃を撃ち込み、事件の全貌を解き明かす。

小五郎はミステリー作家の中村操という人物から、死んだ祖父から譲り受けた洋館で不思議な出来事が続いているという手紙を受け取り洋館を訪れた。有名な時計職人・出淵紋時郎の家だったという洋館の内部は、動物の絵や飾りのついた食器と家具、様々な時計が所狭しと並べられていた。

時計職人・出淵紋時郎が住んでいたという洋館は、やはり妙な家だった。1時10分に鳩時計から3匹の鬼が飛び出して鳴き始める。屋根裏部屋で人の気配がしたり、書斎にファイルしてあった犯罪記事も気にかかる。コナンも小五郎も謎の意味がつかみきれないでいると、蘭が家の中にライオンだけが飾られてないことに気づく。

有名な賞を受賞した報道写真家・柳瀬隆一と授賞式で知り合ったコナンたちは、柳瀬に付きまとうルポライター中井の姿を見かける。その夜、中井が｢命を狙われている｣と小五郎に電話をかけてきた。コナンが中井のマンションに行くと、火ダルマの中井が転落してくる。向かいの高速道路では、柳瀬がこの光景を写真に収めていた。

洋館の庭に野球のボールを入れてしまったコナンたちは、ボールを取らせてもらおうと頼みに行くが、洋館の主･綿貫義一に追い返されてしまう。しかたなく毛利探偵事務所に戻ると、テレビの「仮面ヤイバー」に出てくるモグラ星人そっくりの幸田という男が小五郎を訪れ、綿貫に殺された妹が庭に埋められていると言いだした。

謎の洋館の主･綿貫が妹を殺して庭に埋めたと言い張っていた幸田が、宝石店に強盗に入った。逃走中の幸田はマンホールを利用して綿貫邸に入り込み、庭のあちこちを棒で突き刺している。コナンは張り込み中の歩美たちと合流し、幸田に自首を促す。幸田は駆けつけた目暮警部に、盗んだ宝石は分散して庭に埋めたと告白する。

歩美をひいて逃げた黒塗りの車を追いかけたコナンと元太、光彦は、休業中の工場の前で車を見失ってしまう。が、2、3分後にまた現れた車はコナンたちの目の前で交番に乗り付け、運転していた宍戸という男が自首をした。そのころ、車を見失った工場内で社長の刺殺体が発見され、宍戸が工場の元従業員だったことが判明する。

蘭は園子の代わりに1日だけフランス料理の教室に習いに行くことになった。有名な料理研究家･上森美智が自宅で開いている教室には、蘭の他に三人の生徒が集まっていた。コナンと小五郎も試食につられてついて行ったが、美智は気難しく、生徒たちや助手を怒鳴り散らしている。突然家の明かりが消え、美智が苦しみ始める。

有名な料理研究家・上森美智は、細い針のような凶器で何者かに背中を刺されて死亡した。授業に参加していた蘭以外の3人の生徒と助手の祐子の4人全てが、殺人の直前に家の明りが消えるように氷を使って配電盤に細工をすることは可能だった。しかも、それぞれに美智に恨みを抱いているようで、全員に動機がある。

元太と光彦が｢この学校は呪われている｣と言い出した。夜になると不思議なことが起きるようになったというのだ。歩美も夜の教室で不審な人影を見たが、相談した教頭先生が学校に出てこなくなったとおびえている。コナンと少年探偵団は謎を解明しようと夜の学校に入り込み、真相を突き止めることにする。

道に迷って偶然訪れた海辺の町で、コナンと蘭は若い女性の水死体を発見する。足首に重りの石を結びつけ、外傷も見当たらないことから、検死を担当する医師の田中は自殺だとほのめかす。水死した女性・光子の親友・智子は、その田中が殺したのだと主張するが、光子の死亡推定時刻の田中のアリバイは小五郎の証言で成立する。

蘭は父・小五郎と別居中の母・英理を別々に伊豆のホテルに誘い、久々に家族そろっての夏のバカンスを計画した。計画通りに進んで大喜びの蘭だが、知らずに鉢合わせした小五郎と英理は大あわて。さっそく、夫婦ゲンカを始めてしまう。そんな時、小五郎が知り合ったダイビングサークルの女子大生が海で溺れ、仲間が救助する。

蘭が計画した父・小五郎と別居中の母・英理と家族そろっての夏のバカンスは散々なことになってしまった。小五郎と英理は険悪なムードだし、海で溺れたダイビングサークルの女子大生は、ウミヘビに咬まれて意識不明の重体のままだ。計画的な殺人だと見抜いたコナンは、被害者の貴和子の仲間4人の中に犯人がいるとにらむ。

ある夜、毛利探偵事務所に人気推理小説家の新名任太朗の娘が訪ねてきた。彼女によると新名夫妻は2ヶ月前から行方不明となり、原稿だけが毎週同じ時間に編集部にファックスで送られてくるという。編集部へ向かったコナンは、作品の中の本人が登場するシーンを見て、それが作者からのメッセージだという事に気付く。

行方不明のミステリー作家・新名任太朗夫妻はどこかに監禁されているのか？コナンは新名の原稿に登場する新名本人のセリフが暗号になっていることに気づく。最初のセリフから読み取れるのは｢助けてくれ…｣。だが、その後のセリフの解読ができない。犯人が新名夫妻を監禁している目的は何なのか？コナンはあせる。

服部平次の招待で大阪見物を楽しむはずだったコナンと蘭、小五郎の3人は連続殺人事件に巻き込まれてしまう。コナンたちの乗ったパトカーの上に死体が落ちてきて、同じ手口の殺人事件がこれで3件目だということを知る。平次はコナンが犯人に刺される夢を見たと言うが、コナンは4件目の殺人事件にもかかわってしまう。

コナンは小五郎・蘭・歩美・元太、光彦と一緒に食事に行く途中で人気テレビ番組｢仮面ヤイバー｣の登場人物の格好をした若者と出会う。若者に番組のファンクラブの仮装パーティーに招待された小五郎と子供たちだが、メンバーの一人が拳銃を持って乱入し、レンジャーポリス姿の本田を撃ち、自分も自殺するのを目撃してしまう。

小五郎は以前の依頼人、山崎開発の女性社長の招待でコナンと蘭を連れて岩美渓谷沿いの社長の別荘を訪れた。山崎社長は岩美町の町長と提携してスパリゾートの建設を計画している。が、前祝いの酒宴の最中に二階の自室で山崎社長がスズメバチに襲われ、ベランダから崖下に転落、死亡してしまう。

沖野ヨーコのコンサートのチケットを落としてしまった小五郎は、コンサートに行けなくなったと嘆いている若い女性・青島全代を見つける。全代はチケットを譲る代わり自分と妹を車で会場まで送ってほしいという。自宅まで妹を迎えに行った小五郎たちは、ガムテープで目張りされバスルームで死んでいる妹・美菜を発見する。

ガムテープで目張りされ、密室状態になった浴室で発見された青島美菜の死を、目暮警部と小五郎は自殺と断定した。が、コナンは自殺に見せかけた殺人事件だと確信していた。犯人を追い詰めるためには、犯行後に密閉された浴室から脱出する方法を突き止め、犯行の決定的な証拠を発見しなくてはならない。

大人気のお天気お姉さん・浅野亜紀のメッセージを聞いた元太たちは、亜紀に会いにテレビ局を訪れる。亜紀はコナンのポケベルの番号を控えて｢仕事を頼む時は連絡する｣と約束。が、亜紀は電話に呼び出されたきり行方不明になり、代役を立てて番組が始まってしまう。そして、コナンのポケベルに謎の数字が次々と表示される。

会社社長・石本は何者かに｢殺してやる｣と脅迫されていた。犯人を捜してほしいと依頼された小五郎の目の前で石本が銃で撃たれ、石本の後側にいた来賓の代議士・高田の胸に弾丸が当たり、高田代議士は死亡した。コナンはパーティー会場で挙動不審だった男が照明用の足場に立っているのを目撃するが…。

パーティー会場で小五郎が調査を依頼された会社社長･石本に向かって発射された銃弾は、高田代議士の胸を貫いて死亡させた。犯人と思われる挙動不審の恐喝屋･平岡の転落死体が翌日発見され、事件は解決したと思われた。石本は平岡に脱税をネタに脅迫されていたと告白するが、コナンは事件の真相は別のところにあるとにらむ。

蘭のクラスに旅回り一座の二代目座長･玉之助という美少年が転校してきた。一座の通し稽古に招待された蘭は園子とコナン、歩美や元太、光彦を誘って見に行くが、玉之助と座員たちの間が何かギクシャクしている。公演を5日後に控え大急ぎで新作の台本を執筆中だった玉之助一座の座付き作家･近石が何者かに殺害されてしまう。

旅回り一座の座付き作家が殺されたのに続き、女性座員の一人が殺され、二代目座長・玉之助も何者かに襲われて負傷してしまった。警察は一座の経理係も兼ねていた被害者の糸江が不正経理が発覚するのを恐れて玉之助を襲ったと考えているらしい。コナンは、玉之助と糸江のほかにもう一人の人物が現場にいたと推理する。

銀行の裏口で現金輸送車の襲撃事件に出くわしたコナンは、ターボエンジン付きスケボーで犯人を追跡するが見失う。単なる強盗事件として捜査が開始されたが、犯人の一味と思われるガードマンと元レーサーが殺され、遺留品の口紅から銀行窓口のお姉さんに容疑がかかる。この事件にはもっと裏があると見抜いたコナンだが…。

コナンのクラスに灰原哀という名の奇妙な少女が転校してきた。クールな態度で歩美たちをあしらう哀だが、コナンだけには興味を示す。少年探偵団に依頼された事件の調査に哀を誘い、コナンと一緒に同級生の俊也の兄を救い出し、事件を解決する。その復路、哀を家まで送る途中でコナンは思いもかけない言葉を哀の口から聞く。

元日の国立競技場にサッカーの天皇杯決勝を観戦に行ったコナンたちの目の前でサッカーボールに銃弾が撃ち込まれた。この銃弾は身代金を要求する脅迫電話の犯人が、脅迫が本物だと見せつけるためのものだった。犯人の指示通り、現金が入ったバッグが用意され、駆けつけた刑事たちが競技場内で張り込みをするが…。

五千万円の身代金入りのバッグを持ち去ろうとした犯人は刑事たちに取り押さえられたが、床に転がっていた携帯電話からもう一人の犯人が仲間の解放と、さらに10億円の現金を要求してきた。試合終了までに金を用意しなければ観客を殺すという。目暮警部は捕らえた男を解放し、大観衆の中に潜むもう一人の犯人の姿を捜すが…。

園子がインターネットでアクセスしている「奇術愛好家連盟」の集まりが雪の山中にあるロッジで開催された。蘭も園子と一緒に参加することになり、小五郎とコナンは車で二人を送っていく。その帰り道、カーラジオのニュースで蘭が参加している集まりのリーダーが自宅で殺されたことを知り、あわててロッジに引き返すが…。

園子と蘭が参加した『奇術愛好家連盟』の集まりは連続殺人事件の様相を呈してきた。ボードリーダーの西山が自宅で殺されたのに続き、雪の山中で孤立したロッジでは浜野の死体が雪の降り積もる裏庭に放置されていた。疑心暗鬼に陥るメンバーから西山と影法師との口論のいきさつを聞いたコナンは第三の事件に身構えるが…。

園子と蘭が参加した『奇術愛好家連盟』の集まりで二人が殺され、蘭と園子までがボーガンの矢で狙われた。林の中に落ちていたボーガンと、木の幹に空けられた穴、矢が撃ち込まれた風呂場の外に落ちていたホチキスの針。犯人の正体とトリックを見破ったコナンはひもやホチキスなどの小道具を集め、謎解きの準備を始める。

歩美は「緑美容室」の美容師・美香から自宅でカットしてあげるという申し出を受け、コナンたちと一緒に美香のマンションに行く。が、美香は何者かに殺されていた。美香の首の前方にだけ索条痕があり、美容室の店長・緑の態度に不振を抱いたコナンは、緑が気にしていた不燃ゴミ置き場を捜索するが…。

阿笠博士とキャンプに来たコナンたちは、森の中にそびえ立つ西洋風の城に迷い込み、城の主人・間宮満の招きで城に一泊することになる。間宮家の長女で満の妻が焼死したという不気味な塔、チェス盤をかたどった庭など、いわくあり気な事件や事柄が続いている城らしい。コナンは怪しげな雰囲気漂う城の内部を捜索するが…。

キャンプの途中で見つけた古城に一泊することになったコナンたちは、いわくあり気な住人たちから、宝の在り処を示すらしい城の謎を聞かされ、興味を持つ。が、早々にコナンが行方不明になり、阿笠博士までもが姿を消してしまう。残された哀、歩美、光彦、元太の子供たち四人は自分たちだけで二人を捜し出そうとするが…。

小学校の創立記念日にコナンと、哀、歩美、元太、光彦の5人は、リバイバルの映画「大怪獣ゴメラ」を見に行く。この映画館は不動産屋の張田の嫌がらせで閉館に追い込まれ、今日が最後の上映だという。コナンも昔に戻って映画を楽しもうとするが、映画の上映中に首を吊った張田のシルエットがスクリーンに映し出される。

コナンたちが見に行った映画館で、上映中に首を吊った男のシルエットが映し出され、自殺、他殺両面での捜査が始まった。遺体で発見された不動産屋の張田は、この映画館を閉館に追い込んだ張本人だ。多額の借金を苦に自殺したと考える目暮警部たちだが、コナンは光彦の証言から、何者かがトリックを使って殺害したとにらむ。

風邪で学校を休んだ歩美が、一人で留守番をしていると、何者かがマンションに侵入してきた。逃走中の強盗殺人犯だと思い込んだ歩美は押し入れに隠れ、コナンたちに少年探偵団バッジでメッセージを送る。声の出ない歩美はおもちゃのピアノの音と目覚まし時計の音声を組み合わせてSOSを伝えようとするのだが…。

コナンのライバル、服部平次が結婚式に出席するため上京した。ガールフレンドの和葉と一緒に東京見物がしたいと、小五郎、コナン、蘭を呼び出す。結婚式で花嫁になる楓と、森園家の執事・重松に出会い、コナンたちと平次、和葉は森園家に招待される。豪華な食事を振る舞われた5人は、帰り際、殺人事件に遭遇する。

森園家の執事･重松は密室で殺害された。容疑者は犯行時刻に屋敷にいた森園家の当主･幹雄、息子の菊人、娘の百合江、そして菊人の婚約者･楓、重松を父のように慕う使用人の桜庭の五人に絞られた。コナンと平次は、凶器を発見したことを伏せたまま、関係者全員の前でトリックを再現して犯人を告げる…。

園子に付き合って、蘭とコナンは星美山保養所に星を見るためにやってきた。やはり天体観測に来ていた宇宙科学専攻の大学院生3人と知り合うが、大きな賞を受賞したばかりの野中が天体写真を撮影中にテレビ中継塔から転落死。コナンたちは望遠鏡のレンズごしに転落の瞬間を目撃するが…。

北海道に招待されたコナン、蘭、小五郎の三人は“北斗星3号”のA寝台で優雅な列車の旅を楽しむはずだった。食堂車で出会った宝石店オーナーは強盗を撃退した事件で話題の人物だったが、乗客の一人に射殺される。コナンは宝石強盗とこの殺人事件が幼い時に読んだ父・優作の未発表小説と同じ筋書きだということに気づく。

車内で出雲を射殺し、逃亡した犯人と思われる男・浅間の死体もトンネル内で発見された。コナンの父・優作の未発表小説の筋書き通りに進む事件に疑問を抱いたコナンは、列車に潜入していた母・有希子と協力して調査を始める。問題の原稿は銀行強盗事件に巻き込まれた編集者が浅間たち強盗団に奪われたものだった。

コナンたちは事件の証言をするため警視庁に行った。応対してくれた高木刑事は先輩の佐藤刑事に片思いをしているらしい。そんな時、強盗の被害にあった銀行の支店長が二人の刑事を訪ねてくる。支店長が自宅に電話すると妻の悲鳴が聞こえ、支店長宅に駆けつけると、エアロバイクの横に支店長夫人の遺体が横たわっていた。

銀行の支店長の増尾が警視庁に事情聴取に来ている時に、彼の妻が自宅で殺害された事件は、銀行の襲撃犯の犯行という線で捜査が続けられている。コナンは増尾が犯人だと確信し、本棚とエアロバイクに残されたわずかな痕跡から増尾の完璧なアリバイを崩し、十数キロ離れた自宅にいる妻を殺害するためのトリックに挑む。

遊園地の絶叫マシーンに一番乗りしようと、コナンと少年探偵団の子供たちは早朝の市電に乗り込んだ。他に乗客は鉄道研究会の大学生３人だけ。途中下車して線路脇で市電の写真を撮り始めた大学生の一人が乗っていた脚立が倒れ、市電は急停止する。その学生は無事だったが、車内では、もう一人の学生が血まみれで倒れていた。

小五郎は蘭とコナンを遊園地に連れてきた。が、蘭は違う遊園地に行きたかった上に、小五郎の目的が近くの競艇場だったと知って大憤慨。罰として小五郎にバンジージャンプを命じる。クレーンの上で小五郎が躊躇していると、アトラクションの「仮面ヤイバー・ショー」の俳優が先に飛び降りた。見物の子供たちは大喜びだが…。

小五郎はコナンと蘭を連れて、学生時代に家庭教師をしていた教え子の崎原恵に会いに行った。再会できた喜びも束の間、小五郎たちの目の前で車が爆発、恵の妹・寛美が死亡する。車は恵のもので、ガレージから出すのを手伝った寛美が犠牲になった。小五郎は恵のためにも、必ず真犯人を捕まえると決意するが…。

小五郎の教え子だった恵の夫･崎原は、高橋という男と互いの妻を殺す交換殺人を計画し、実行した。が、高橋が仕掛けた爆弾で死亡したのは恵の妹･寛美だった。崎原と高橋は犯行を認め、事件は解決したかに見えた。コナンは恵が高度な運転技術を持つことを知り、事件にはまだ裏があると睨む。

蘭がバスで知り合った老人が突然いなくなった。心配した蘭は老人を捜すが、その足取りは全くつかめない。同じバスで居眠りをしていた園子は最初からそんな老人はいなかった、蘭が寝ぼけたのだと決めつける。が、帰宅した蘭のポーチの中に見覚えのないMOが入っていた。コナンはMOの調査を阿笠博士に依頼するが…。

蘭とコナンを誘って伊豆の海岸にやってきた園子の目的は、言わずと知れた男探し。今回はわざと古びた旅館に泊まって、お嬢様のイメージを払拭しようと涙ぐましい努力を重ねる。そんな園子にキザな大学生・道脇が言い寄ってきた。道脇は園子たちをレストランに誘い、1年前の女性刺殺事件を話して聞かせる。

せっかくのバカンスだというのに、殺人事件に遭遇するわ、旅館で襲われるわで、園子は散々な目にあった。道脇に誘われて呪いのレストランに出かけた園子にまたしても危険が迫る。駐車中の道脇の車が、眠っている園子を乗せたまま動き出したのだ。車が崖下に転落する間際に、蘭が窓ガラスを蹴破り園子を救出するが…。

小五郎は学生時代に住んでいたアパートの大家・光江に相談があると呼び出され、コナンと蘭を連れてきれいなマンションに改築されたかつてのボロアパートを訪れる。光江は同じフロアの別室に住む孫の真がふさぎ込んでいる理由を聞き出してほしいという。光江と共に真の部屋に入った小五郎たちは、浴室で真の遺体を発見する。

コナンたちが学芸会の練習をしているところへ佐藤刑事に追われた殺人事件の容疑者・東田が逃げ込んできた。歩美を人質にして逃走する東田を追い詰めて逮捕した佐藤刑事だったが、手違いから杯戸美術館のトイレに東田と共に手錠でつながれてしまう。身動きの取れない佐藤刑事は、高木刑事とコナンたちに真犯人探しを頼む。

佐藤刑事に逮捕された被疑者の東田の無実の訴えを証明するため、再調査を始めた高木刑事とコナンたちは、被害者の村西真美の部屋と、同じマンションの東田の部屋を調べた。そこで4つの疑問浮かび上がった。手錠でつながれたまま身動きの取れない佐藤刑事と東田がいる杯戸美術館は、阿笠博士が解体ショーで爆破する予定だ。

環状線に乗ったコナンと小五郎、蘭の3人は乗客の女性が遺体で発見されたところに居合わせる。遺体を発見したのは女性の同僚3人で、死亡した橋本清美は先に帰宅したはずだった。清美は車内で死亡し、環状線を一周してしまったらしい。清美の耳に毒物を注入されたような痕があり、小五郎は殺人事件の可能性があるとにらむ。

蘭とコナン、小五郎は懸賞で伊豆の旅行が当たり、新規オープンのホテルにやってきた。ホテルは立派な五重塔のある幻塊寺という古い寺のある丘の麓に建っている。この寺には戒律を破ると五重塔の祟りがあるという言い伝えがあるという。翌朝、五重塔からつり下げられた観光会社のオーナーの遺体が発見される。

観光会社のオーナー・小田の死は、祟りを恐れる幻塊寺の関係者をパニックに陥れた。地元警察は自殺の線で捜査を進めるが、境内の草むらに落ちていた小田のネクタイピンと、服に付いていた草の種から、コナンは小田が草むらで殺害されたと確信する。だが、遺体を塔の先端まで吊り上げたトリックが分からない。

コナンたちは料理が船に載せられ店内の水路を通って部屋に運ばれるという趣向で評判の料亭・流水亭にやってきた。コナンは料理を運ぶ船の動きに興味津々。そんな時、隣の部屋の三人連れの一人が別の客室で刺殺される。死んだのは大学の助教授で、この日は彼の昇進祝いだったという。コナンは船を使ったトリックを疑う。

沖縄旅行を楽しむために少年探偵団の子供たちとコナン、蘭、小五郎は羽田空港からジャンボジェット機に乗り込んだ。コナンの寝顔を見て、蘭は１年前の新一との旅行を思い出す。新一の両親に招待されて二人でロスに向かったその機内で起こった殺人事件は、高校生探偵・工藤新一のデビューを飾った記念すべき事件でもあった。

阿笠博士は伯父が残した別荘にコナンと少年探偵団の子供たちを招待し、隠されている宝を探してほしいと頼む。コナンは50年間誰も足を踏みいれていないはずの別荘に何者かが住み着いていた形跡に気づく。だが、このことは不思議な記号が書かれた食器のかけらと共に博士が仕組んだ宝探しゲームの筋書きにはないものだった。

別荘から不思議な記号のついた品物が10個も発見され、同じ模様のついたハガキが伯母に送られてきたことを阿笠博士が思い出したことから、コナンは暗号を解く手掛かりを見つける。暗号を解き、屋根裏に通じる隠し階段を発見。屋根裏部屋を探索するコナンたちの背後に、おもちゃを壊した犯人の影が忍び寄る。

町内の子供会で人形劇をやることになったコナンたちは、他の子供たちと高原のペンションで合宿することになった。演出をする青年と知り合いの光彦は大はりきりで練習に口を出し、子供たちの反感を買う。休憩後、練習を再開する時間になっても三丁目の子供たちと演出の青年が姿を見せず、人数分の人形も消えてしまった。

事件を依頼された小五郎と、コナン、蘭は絡繰峠の蜘蛛屋敷と呼ばれる鳥取県の旧家・武田家に向かう途中、服部平次と和葉、米人カメラマンのロバートを拾う。武田家当主の信一は、先日納屋で首を吊った出入り業者の根岸を殺した犯人を見つけてほしいと言う。その夜、信一が人形倉の梁から首を吊った無残な姿で発見される。

人形倉の梁に吊された絡繰人形の匠で武田家当主の信一の死は、蜘蛛御前の祟りに見せかけた殺人事件だとコナンと平次は推測する。二人が信一の事件に気を取られている間に、和葉が何者かに襲われる。体を糸でグルグル巻きにされて首を吊られそうになった和葉を間一髪のところで救出したコナンたちだったが…。

蜘蛛御前の祟りに見せかけた武田家当主・信一殺しのトリックを解明し、真犯人を割り出したコナンと平次は、関係者を人形倉の二階に集め、謎解きショーを始める。倉の外から信一の首を絞めた方法を説明したコナンは、犯人の狙いと一連の事件の関係を説明するため、武田家の人々に辛い事実を告げなければならなかった。

水族館の水中ショーに招待されたコナンたちは、ショーの主役・大沢美智子がショーの最中に溺死体で発見されるところを目撃する。美智子の足に湿布が張られていたことから、肉離れを起こしたための事故と思われた。が、コナンは美智子のプロ意識の高さと素潜りの実力を考えると、不自然なことが多過ぎると考える。

体調を崩して病院に行った小五郎は、検査結果を家族と一緒に聞きに来るようにと言われ、動揺する。診察をした医師・新出から酒を控えるようにと忠告され、重病ではないと知り小五郎は一安心。その夜、小五郎とコナン、蘭は新出家の夕食に招待され、新出家の家族と食卓を囲むが、肝心の新出が入浴中で待たされることに。

新出医院の院長の入浴中の感電死は、不幸な事故と思えた。が、不審な点が多いことに気づいた目暮警部は、停電中の全員の行動を再現してもらうことにする。事件の停電時間は一分間。だが、再現した暗闇の中ではお手伝いのひかるがブレーカーを上げるのに34秒しかかからなかった。コナンはこの空白を埋める証拠を発見する。