数々の難事件を解決する高校生探偵・工藤新一は、ガールフレンドの毛利蘭と遊園地でデート中、ジェットコースターで殺人事件にまき込まれた。ズバ抜けた推理力で事件を解決したが乗客の中にいた怪しげな黒服の男たちが現金受け渡しする犯罪現場に遭遇。現場の証拠を押さえようとするが背後から襲われ気を失ってしまい・・・。

黒服の男に殴られ意識を失った新一が目覚めると、飲まされた毒薬のせいで身体が小学生くらいまでに縮んでしまっていた。新一は小学生・江戸川コナンと名乗り、黒服の男たちの情報を得るため私立探偵の父を持つガールフレンドの毛利蘭の家に居候することに。すると金持ちの娘が黒ずくめの男たちに誘拐されたという話が入る。

毛利小五郎の事務所に、アイドル・沖野ヨーコが訪ねてきた。何者かに後をつけられたり、部屋に侵入されているというのだ。調査のためコナンたちがヨーコの部屋に入ると、そこには男の刺殺死体があった…。コナンは小五郎を気絶させ、阿笠博士が発明した蝶ネクタイ型変声機を使って小五郎の声で事件の謎解きを始める。

偶然謎の図形と「ORO」という文字が書かれた紙を手に入れたコナンと同級生三人組。宝の地図に違いないと、早速捜索を開始したが、実はその暗号は、現在逃走中のイタリアの強盗団が隠したという金貨のありかを示したものだった。暗号を解読し、忍び寄る強盗団をかいくぐり、見事お宝にたどり着くことができるのか!?

京都に向かう新幹線でコナンは毒薬を飲ませた黒服の男たちそっくりな二人組と鉢合わせする。阿笠博士が開発した超小型盗聴器を二人の座席にセットすると、4億円と引換えに渡したアタッシュケースには高性能爆弾が入っていて、取引相手が何も知らず爆破スイッチを押すと十秒後に新幹線もろとも木っ端微塵にという声が…。

蘭がバレンタインパーティーに招かれた。主催者の医大生・克彦に夢中な同級生の園子にむりやり付き合わされたらしいが、コナンは気が気ではない。テニス仲間が集まるパーティーで、仲間の一人・好美が贈ったチョコレートを食べた克彦が、苦しみ出し死亡する。駆けつけた目暮警部と小五郎は、好美が犯人だとにらむが…。

毛利探偵事務所に小川という依頼人がやってきた。二年前から毎月、送り主の名前も住所もデタラメなオモチャと現金が送られてきていて、今日送られてきた現金には、「2500万円払い終わりました。引き替えに、いただきに参ります」という意味不明の手紙が添えられていた。小五郎は手のこんだイタズラだと断定するが…。

夜な夜な甲冑の騎士が歩き回るというウワサの美術館。興味津々の蘭は、コナンと小五郎を連れ見学に行く。だが最後の「地獄の間」でコナンたちが見たのは、ホテルに転業するため美術館を閉館すると決めた新オーナー・真中が、「天罰」と題された絵画の後ろで、絵と同じように喉を剣で串刺しにされて絶命している姿だった。

天下一春祭りの夜、ホテルの居室で人気作家・今竹智が殺害された。友人の笹井の犯行ではないかと疑われたが、笹井は祭りの会場にいたと主張し、証拠に蘭がシャッターを押したインスタントカメラを差し出した。完壁なアリバイに笹井は自信満々だが、コナンは笹井が犯人だと確信し、笹井のアリバイを崩す糸口を探し始める。

毛利探偵事務所に赤木量子と名乗る女子高生が、新一を探してほしいと訪ねてきた。量子と会ったこともないコナンは戸惑うばかりだが、蘭のほうは新一への怒りで我を忘れてしまっている。新一をとっちめようと、蘭はコナンを連れて量子の家に押しかけるが、その依頼が、あるプロサッカー選手の脅迫事件と関係する事を知り…。

謎の依頼人に伊豆の小島・月影島に呼び出されたコナンたち。依頼人は12年前にピアノソナタ「月光」を弾きながら死亡した有名なピアニストだったことを知る。謎の依頼主のことを調べるため訪れた公民館で営まれていた前村長の法要の最中、「月光」の第一楽章と共に村の資産家が殺され、これを機に次々と殺人事件が…。

公園でかくれんぼをするコナンたち。二時間たってもみつからない歩美にコナンがトランシーバーで連絡を取ると、歩美はなんと車のトランクの中。しかも、それは少女連続誘拐殺人事件の犯人の車だった!スケボーの動力ソーラー・エンジンも日没が迫り、時間がたてば歩美の命も危ない。コナンは絶体絶命のピンチに陥る。