小五郎、柯南、小兰受渔夫日高大成的委托，到访了鹿儿岛县的屋久岛。委托内容是，因为女儿、非政府组织法人“屋久岛森林防卫队”代表日高良美被杀害，希望能找到那起案子的犯人。两周前，在屋久岛绳文杉的根部，良美被发现在心肺停止的状态下倒下，被送到医院，但还是死亡了。眼前警察的侦查也没有进展，大成决定向小五郎寻求帮助。 　　为了调查案件，柯南等人在第一发现者北别府绫也的带领下前往绳文杉。在漫长的登山苦战的路上，听到了屋久岛流传的“山姬传说”。山姬好像是吸人血的可怕妖怪。当时，有人目击了被什么人追赶的人物从悬崖上坠落。屋久岛的妖怪山姬之谜。而案件的犯人究竟是谁？