铃木财团最新的高级酒店落成，小兰（黑川智花 饰）、阿笠博士（田山凉成 饰）、柯南（藤崎直 饰；高山南 配音）、灰原哀（柴田幸花 饰；林原惠美 配音）受到园子（岩佐真悠子 饰）的邀请出席了隆重的开幕仪式。与此同时，“日本小姐”评选大赛庆功宴也在酒店同期召开，可就在此前不久，针对日本小姐获奖者寿可怜（奈都纪 饰）的威胁书送到了负责人的手中。当所有人都高度紧张的时刻，可怜突然失踪，当她再次出现在众人面前时，却已被杀害，以提线木偶般的恐怖形象登场。
诡异的是，柯南和哀在吃了某个蛋糕后神奇地恢复成工藤新一（小栗旬 饰）和宫野志保（香椎由宇 饰）的本尊形象。他们一面要追查杀害可怜的真正凶手，一面要准备与躲在暗处的黑暗组织展开对决……