鈴木財團最新的高級酒店落成,小蘭(黑川智花 飾)、阿笠博士(田山涼成 飾)、柯南(藤崎直 飾;高山南 配音)、灰原哀(柴田幸花 飾;林原惠美 配音)受到園子(岩佐真悠子 飾)的邀請出席了隆重的開幕儀式。與此同時,「日本小姐」評選大賽慶功宴也在酒店同期召開,可就在此前不久,針對日本小姐獲獎者壽可憐(奈都紀 飾)的威脅書送到了負責人的手中。當所有人都高度緊張的時刻,可憐突然失蹤,當她再次出現在衆人面前時,卻已被殺害,以提線木偶般的恐怖形象登場。
詭異的是,柯南和哀在吃了某個蛋糕後神奇地恢復成工藤新一(小栗旬 飾)和宮野志保(香椎由宇 飾)的本尊形象。他們一面要追查殺害可憐的真正兇手,一面要準備與躲在暗處的黑暗組織展開對決……