漆黑的夜晚，一名間諜悄然潛入日本警方某機構，盜走了記載著各國諜報機構重要數據的絕密文件的絕密數據。日本警方和FBI探員赤井秀一（池田秀一 配音）旋即與間諜展開追逐。最後，逃亡者的車輛墜落懸崖。第二天，柯南（高山南 配音）和夥伴們來到東都水族館觀光，結果發現一名受傷的美麗女子（天海佑希 配音）。該女子處於失憶狀態，身上的手機也破損無法使用。柯南等人答應要幫她恢復記憶，當他們七嘴八舌之際，藏在暗處的黑衣組織成員貝爾摩德（小山茉美 配音）冷冷地注視著這一切。在相處過程中，女子非凡的身手和奇怪的言行舉止讓灰原哀（林原惠美 配音）對其真實身份產生懷疑。
剛剛還一派祥和的水族館，沉浸在快樂之中的人們，根本會想到隨著那名神祕女子技藝的恢復，自己馬上就要被捲入黑暗組織的殺戮和混亂之中……