수많은 어려운 사건을 해결하는 고교생 탐정 쿠도 신이치는 소꿉친구인 란과 함께 유원지 데이트 도중 제트코스터 살인 사건에 휘말린다. 뛰어난 추리력으로 사건은 금방 해결하지만 함께 놀이기구에 탔던 검은 옷 남자들의 수상한 거래 현장을 목격한다. 증거를 잡기 위해 몰래 엿듣는 도중 뒤에서 습격을 받고 이상한 독약을 먹고 정신을 잃게 되는데...

신이치는 검은 옷을 입고 있는 남자에게 습격을 당한다. 습격으로 몽롱한 상태에서 독약을 먹게 되고, 다시 정신을 차려보니 어린아이로 변해있다. 신이치는 곧장 아가사 박사를 찾아가고 가명을 짓는다.

모리 코고로의 탐정 사무소에 유명 아이돌 요코가 찾아온다. 누군가에게 스토커를 당한다는 중이라는 그녀. 코난들은 조사를 위해 요코의 방에 가는데 그곳에는 남자의 시체가 있었다. 코난은 아가사 박사의 발명품인 마취 시계와 목소리 변조 넥타이를 이용하여 코고로를 잠재우고 사건의 수수께끼를 해결하기 시작한다.

우연하게 암호를 손에 넣게 된 코난과 동급생 3인조. 보물지도라고 확신한 3인조는 코난과 함께 소년 탐정단을 결성, 암호 해독에 열을 올린다. 사실 그 암호는 현재 도주 중인 이탈리아 도둑 조직이 훔치고 숨겨둔 금화의 장소를 나타내는 지도였다. 과연, 소년 탐정단은 암호를 해독하고 무사히 보물을 손에 넣을 것인가?

코난은 교토로 향하는 신칸센에 탑승했다가 열차 안에서 검은 옷을 입고 있는 두 남자를 발견한다. 혹시 자신에게 독약을 먹였던 이들이 아닐까 하는 의심에 그 근처에 도청기를 설치한다. 하지만 그는 독약이 아닌 다른 충격적인 사실을 알게 된다.