柯南，小兰和小五郎一行三人搭乘开往北海道的特快列车北斗星三号，在通过隧道的时候珠宝商人出云被人枪杀，凶手将车窗射穿跳出车外逃跑，之后警方又在隧道之中发现了疑似歹徒的男人，这宗命案的过程简直跟柯南的爸爸工藤优作一篇未发表的推理小说一模一样，期间一个言行奇怪的女人引起的柯南的注意，在柯南揭穿她的谎言后，她终于暴露了身份。