一年一度的七夕即将到来，东京、神奈、静冈、长野等地却接连发生六起连环杀人案。被害者身边皆留下麻将牌中的七筒和奇怪暗示。由于案发范围过大，各地警署探员纷纷聚到东京警署的专案组共同研究案情，名侦探毛利小五郎也被邀请参加，江户川柯南则偷偷听取了会议的内容。会后，江户川柯南无意中听到群马县的山村操警官哼唱的童谣，继而发现有黑暗组织的成员混进警察中间。在一次围捕行动中，柯南遇到假扮人质的苦艾酒，得知近期一连串的杀人案件与存有组织内部人员资料的记忆卡有关。与此同时，潜入警察内部的间谍偷偷盗取工藤新一和柯南的指纹，新一的身份眼看就要被拆穿了，巨大的危险正向柯南和他身边的人急速袭来！意识到事情危险性的江户川柯南独自展开了调查……

针对警察的连续杀人案件发生了，连续有两位东京警视厅的警察遇害了。柯南在街头目睹一名正打电话的警察在雨中被射杀，忙去追踪凶手，但凶手逃脱了。死者闭眼一刻紧抓左胸，似乎有所暗示。事后柯南从目暮警官口中了解到紧抓左胸是暗示那里有警察手册。不久又有警察手拿警察手册被人射杀于地下车库。对于这两起案件，目暮警官等人一反常态不愿向毛利小五郎及柯南透露太多信息。毛利小五郎不甘心进一步追问，白鸟警官只答一句“Neednottoknow”。该话是警察之间所用的密语，意味着这两起杀人事件与警察内部人士有关。柯南、小兰等人参加白鸟妹妹的婚宴，但突然间停电了，那一刻小兰正与女警佐藤在洗手间。小兰拿起身边的手电筒欲照明时，一颗子弹射进佐藤身体，小兰吓昏过去。目暮见事态越来越严重，将秘密说出，原来死去的两名警察正与佐藤一起重查一桩有关医生仁野自杀的案件，该案涉及到警察局长的公子，事情越来越扑朔迷离。

柯南和小五郎等拉着大队，来到位于太平洋中的美丽小岛“神海岛”度假。这座岛屿自古流传着关于沉没于海底的古代遗迹“海底宫殿”，及300年前两名女海盗遗留下来的宝藏传说。小兰和园子不惧流传，在“海底宫殿”附近潜水时，意外遇到一大群正在寻找宝物的猎人，不料其中一人突然遭鲨鱼攻击，不幸身亡！小兰和园子幸运逃难，柯南见那位猎人死状诡异，与灰原一起展开调查。柯南认为猎人之死，跟宝藏传说有着很大的关系，他试图解开背后原因，“海底宫殿”的谜题一直系绕在他的脑海中。他找到了一组神秘名词“JollyRoger”后，猎人却突然现身，并偷走了原来发现的宝藏！小兰和园子落在猎人的魔掌之中，性命危在旦夕！隐藏于传说中的讯息是什么？“海底宫殿”有什么秘密？穿越300年时光的暗号，柯南誓要逐步解开谜题。

在不久之前，市内发生了连环杀人事件，遇害人每一个都是音乐家，而且他们均出身于著名钢琴家领衔创建的一所音乐学院。江户川柯南、毛利小五郎、毛利兰、少年侦探团等一行人，收到了一位著名钢琴家的邀请，出席由他出资建造的音乐厅的落成典礼音乐会。该音乐会最大的亮点是巴赫弹奏过的管风琴、世界著名的斯特拉迪瓦里琴的音色，以及拥有绝对音感的天才歌手的歌声。可是万万没想到，在音乐会正式举办之前，陆续发生了许多可疑的案件，让每个人都忧心忡忡。而且，在音乐会正式开演当天，江户川柯南他们所在的音乐会会场突然发生了很大的爆炸，整个会场陷入一片火海之中。江户川柯南根据线索一步步地查明了几起案件的联系，并在最后找出了案件背后的真凶。

故事以15年前的北大西洋上一件海难作序幕，这宗海难是由一艘在深夜浓雾中航行的货轮引起的。由于未能及时发现航道上有巨大冰山，货轮猛烈撞上冰山后导致引擎室受到重创，整艘船也在不久后彻底沉没。虽然大多数船员顺利获救，但船长与一名船员还是不幸罹难。而在15年后的东京大都会，大财团的著名设计师在驾车时，突然心脏病发作。连人带车冲向山谷，车子在坠落山谷后起火燃烧，设计师当场气绝身亡。这两宗分别发生于两个不同年代的意外居然是一场惊天大阴谋的序幕。幕后黑手选择了豪华邮轮“爱芙罗黛蒂号”作为展开阴谋的地点。恰巧江户川柯南、毛利兰、毛利小五郎等人参加了这艘邮轮的首次航行仪式，他们将一步步揭开幕后黑手的阴谋，让真相水落石出。

某天，毛利侦探事务所接到了知名舞台剧女演员牧树里的委托。委托内容是牧树里收到怪盗基德预告信，信中指出怪盗基德将在舞台上夺取牧树里佩带的蓝宝石戒指“命运的宝石”。于是毛利小五郎接受保护宝石的工作，依据毛利小五郎的推理，基德将在演出的最后一天前来盗取这颗无价的宝石。在演出的最后一天，毛利小五郎、小兰和柯南受邀观赏舞台剧，在剧场里错综复杂的人群中，基德到底会假扮成谁出现在大家面前，在紧张的埋伏等候中，出现在大家面前的竟然是工藤新一，柯南一方面必须保护宝石，另一方面又不能拆穿基德假扮的工藤新一，因为拆穿基德就等于公开自己身体缩小的秘密。柯南只好盯紧假的工藤新一，一刻都不能松懈。就在舞台剧即将落幕之前，柯南发现假的工藤新一不见了，随即追上，但却在一片混乱之中让基德逃脱了。不过，“命运的宝石”终究是保护住了，牧树里为了表示感谢，邀请毛利侦探前往北海道函馆的别墅度假，同行的还有一同演出的其他演员。就在大家都搭上飞机前往函馆的机舱时，一幕精心设计的杀人剧就在大家面前上演了。柯南除了要防止基德再度混入人群中，又要解开发生在飞机上的密室杀人事件，到底柯南要怎么行动呢？

这日柯南、小兰一行人来到米花町市政大厅，一场有关最新游戏“茧”的发布会正在这里召开。由于迥异于以往任何一款游戏的“茧”可能一举改变全球游戏业界的价值观，发布会吸引了代表日本上流社会的政治、财经、演艺界人士，50名游戏体验者也多是他们的后代，新一的父亲、推理小说作家工藤优作由于参与故事编写，也来到现场。然而游戏的研发者兼负责人坚村却被杀于地下室。坚村死前留在键盘J、T、R上的血迹令柯南想到答案可能在游戏中，他利用优作的关系加入了体验者队伍，小兰、灰原哀等人也拿到了体验入场券。50名体验者刚分别进入一个外型酷似蚕茧的“大型胶囊”，游戏即被自称“诺亚方舟”的人工智能控制，“诺亚方舟”称游戏将提供5个完全真实的历史场景，体验者可选择其中之一进入，被淘汰会进入休眠状态，若最后无人走到终点，他们的大脑组织皆会被摧毁，此举是为令日本社会重生。柯南一行及几个骄横无礼的上流社会公子哥进入的是19世纪伦敦的贝克街，那里杀人犯开膛手杰克正在兴风作浪，他身上正有柯南要找的答案！而优作也在现实中对案件展开调查。

柯南、灰原、步美、光彦、元太随博士露营回来，他们绕道去参观西多摩市新建于富士山前的日本第一双塔摩天大楼，毛利小五郎恰巧也应双塔所有者、他的学妹常盘美绪之邀，携小兰、园子参加开幕典礼。参观期间灰原的举动异常。大木提前入住B塔被害，目暮警官着手调查，发现他与美绪似有不同寻常关系，不久原亦被杀害于家中。因为现场都留有与日本画画师作画时所用的乳钵相似的小酒杯碎片，两起案件似系一人所为。柯南由小酒杯联想到灰原曾效力的、以酒名为绰号的黑暗组织，并注意到第二起案件中碎片上未沾染血迹。与此同时，他找到灰原举动异常的原因，却发现她正被人追踪。开幕酒会上，美绪作画时被杀，死相正如横亘在富士山正中的双塔的缩影图，她的身下也有一个小酒杯，不过却是完好的。地上一颗原本戴在美绪脖子上的珍珠令柯南将目光转向如月。紧接着，A楼美绪公司电脑档案所在的楼层及地下配电室发生爆炸。逃亡时刻，柯南注意到正有一支枪瞄准园子，心中给出了所有疑问的答案，但他及小兰等人最迫切需要解决的却是如何从火海逃脱。

在东京某个位于西国立市的神社内，有三名可疑的男子正在密谈。突然有个戴着假面具的黑影男人出现，他用日本刀和弓箭在瞬间将三人杀害。与此同时，在大阪、京都也相继发生了杀人事件。警方在经过调查后发现，被杀害的五人都是出没于东京、大阪、京都三地，专门偷窃著名佛像及艺术品的窃盗集团“源氏萤”的成员。这个集团以日本历史上最有名的悲剧武将——源义经的故事《义经记》为名，首脑化名“义经”，部下则以“弁庆”为首，各自以家将姓名相称。另一方面，小五郎带着柯南、小兰和园子来到了京都。八年前，位于京都的古老寺院——山能寺中的一尊国宝级佛像遭到偷窃，寺院的住持为了解读一幅可以判断佛像藏匿地点的谜样的画像，因而请来了小五郎帮忙，小五郎一行人展开了调查。

位于东京的东都线地铁开通当日，一起针对东京都知事朝仓优一郎的炸弹袭击事件爆发，导致东都线列车损毁。经过一番推理，江户川柯南等人认定这次的事件与8年前朝仓优一郎主持负责的北之泽水坝的修建有关。当年为了修建大坝，朝仓动员北之泽村的人民搬入新村，可是仍有许多人反抗到最后阶段不愿搬迁。为了探明事情的真相，柯南、灰原、少年侦探团以及毛利小五郎等人开车前往白雪皑皑的北之泽。在这片纯净的雪国，少年们尽情玩耍，与此同时他们也遇到了几名原北之泽村的村民，山尾、远野、立原等人。他们是从小一起长大的好朋友，而彼此之间似乎又有着某种芥蒂和秘密。立原的儿子冬马在8年前坠崖，在这8年时间里他一直昏迷不醒。在母亲的照料下冬马终于醒了过来，但却丧失了记忆，不知道当时在自己身上发生了什么事情。柯南通过推理，认为冬马的坠崖与一系列的案件有关。