主角工藤新一原本是一位颇具名声的高中生侦探，在目击黑暗组织的地下交易后，正准备追踪时却被突袭击昏，并被灌下代号为“APTX4869”的不明药物。后来虽然幸免于死，但身体就此缩小为小学时期的模样。之后他化名为江户川柯南，在邻居阿笠博士的建议下，寄住在女友毛利兰的父亲—侦探毛利小五郎家中，继续秘密从事追查黑暗组织的工作，并私下探寻获得解药的管道，希望能够恢复原来新一的样貌。与此同时，柯南凭着自己的推理天份，配合阿笠博士为他发明的道具，帮助毛利小五郎成为出名的大侦探。故事内容当中穿插许多爱情、友情、犯罪、背叛、
故事发生在东京八丈岛近海，这里建成了一座连接了全球各地警方监控摄像的海洋设施“太平洋浮标”。在这座设施正式启动之前，为了与欧洲刑警组织管辖的范围联网，世界各国的IT工程师来到现场。而与此同时，一项应用
漆黑的夜晚，一名间谍悄然潜入日本警方某机构，盗走了记载着各国谍报机构重要数据的绝密文件的绝密数据。日本警方和FBI探员赤井秀一（池田秀一配音）旋即与间谍展开追逐。最后，逃亡者的车辆坠落悬崖。第二天，柯南（高山南配音）和伙伴们来到东都水族馆观光，结果发现一名受伤的美丽女子（天海佑希配音）。该女子处于失忆状态，身上的手机也破损无法使用。柯南等人答应要帮她恢复记忆，当他们七嘴八舌之际，藏在暗处的黑衣组织成员贝尔摩德（小山茉美配音）冷冷地注视着这一切。在相处过程中，女子非凡的身手和奇怪的言行举止让灰原哀（林原惠美
某天，柯南因感冒在家休息，期间接到了灰原哀的电话。原来灰原做出了APTX-4869的最新解药，虽然只是试制品，但一心恢复工藤新一身份的柯南仍然迫不及待赶往阿笠博士的实验室。服药后，新一终于回到原有状态，不过周遭的一切却似乎有所改变：博士院子里的树长高了，出现许多新的建筑物，体育老师变得苍老，班里的同学全是陌生面孔，甚至元太、光彦和步美也都变成高中生的模样。他找到同样变成高中生的灰原，得知自己在过去的10年里不断服用解毒药导致产生抗药性，最近5年已无法变会原有状态。失落的柯南无奈看着周遭的转变，更让他倍受打
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。由于作案范围过大，各地警署探员纷纷聚到东京警署的专案组共同研究案情，毛利小五郎也被邀请参加，柯南则偷偷听取了会议的内容。会后，柯南无意中听到群马县警部山村操哼唱的童谣，继而发现有黑衣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Vermouth，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
堂本一辉是著名的钢琴演奏家，两年前突然宣布不再演奏钢琴转而攻向管风琴，更斥资建造了堂本音乐厅，准备在落成之日举行演奏会。然而在演奏会之前，堂本音乐学院的学生相继死去，先是爆炸案，后是单个被杀。园子带着柯南一行人来听排练，认识了女高音歌唱家秋庭怜子，拥有绝对音感的秋庭也开始遭遇到危险：润生茶被下药、作森林浴时遭遇空气枪袭击、试演会当天更遭击晕。然而就是从这些事件中，柯南找到了推理的逻辑：凶手试图把秋庭排除在凶杀外。这边已经正式开演的演奏会浑然不知音乐大厅外已是爆炸连天，小兰、灰原哀以及演奏厅内的一千多人顿时
目暮警官、小兰的母亲妃英里、阿笠博士接连遭到不明身份之人的暗算。柯南追踪伤害阿笠博士的凶手，他根据几起案件现场留下的线索发现凶手按照扑克牌的顺序行凶，而且遇害者皆与毛利小五郎有关。目暮提供的线索初步揭开事情的真相，原来毛利当年任职警察的时候曾经逮捕犯下杀人罪的赌徒村上丈，当年也更因这一事件导致毛利离职以及婚姻变故。十年后，服刑期满的村上丈出狱，开始按照扑克牌的顺序向毛利身边之人展开报复。在得知原委后，毛利努力寻找身边与数字有关的人。在这一过程中，各种惊险场面接连出现。而柯南也对案件的真相产生疑惑……
东京、大阪、京都相继发生杀人事件，5名死者皆是被头戴面具的黑影人用武士刀和弓箭瞬间杀害。警方介入调查，发现死者都是出没于3地专门偷窃有名的佛像及美术品的偷盗集团“源氏萤”成员。该集团共有成员8名，以义经的家臣名字互相称呼，且都持有一本《义经记》，被害5人手中的《义经记》均被拿走。这日京都古寺山能寺收到奇怪书信，说若能解开信中所附的画谜，便能找到8年前被窃的如来佛像。柯南、小兰随毛利小五郎来到该寺，均对画谜一筹莫展。5名被杀者之一曾对与新一不相上下的大阪高中生服部平次照料有加，服部也来到京都对案件秘密展开调
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