阳光明媚的一天，东都体育场正进行一场东京Spirit和大阪钢巴的精彩足球比赛，江户川柯南、灰原哀、阿笠博士以及少年侦探团的伙伴们齐齐到场呐喊助威。城市的另一边，事务所内的毛利小五郎却接到一通恐怖袭击的电话。经过一番努力，小兰终于摆脱新一解开了犯人留下的暗语，成功拯救了无数人的生命。在此之后，警方和毛利一方锁定了数名嫌疑人，并随之展开调查。与此同时，躲在暗处的犯人继续策划新一轮的袭击，前所未有的大挑战，争分夺秒的对决，裹挟着无数怨恨的袭击强势袭来……

一天毛利小五郎收到一张请帖，里面是谜样男子的委托，需要前往横滨的一个游乐场。小五郎和柯南一行人快乐地到达欢乐的游乐场，还带上了可以出入无阻代表VIP的手表，不料正中那名神秘男子的圈套。所有带上手表的人不得离开游乐场，否则便会发生爆炸。从现在开始到晚上十点，柯南和小五郎如果不能解开谜题，兰和少年侦探团也会随着游乐园粉身碎骨。然而更意想不到的是，那名男子居然直接称呼柯南为工藤新一。

柯南在街头目睹一名正打电话的警察在雨中被射杀，忙将凶手追踪，但凶手逃脱。死者闭眼一刻紧抓左胸，似乎有所暗示。事后柯南从目暮警官口中了解到紧抓左胸是暗示那里有警察手册。不久又有警察手拿警察手册被人射杀于地下车库。对于这两起案件，目暮警官等人一反常态不愿向毛利小五郎及柯南透露太多信息。毛利不甘心进一步追问，白鸟警官只答一句“Need not to know”。该话是警察之间所用的密语，意味这两起杀人事件与警察内部人士有关。柯南、小兰等人参加白鸟妹妹的婚宴，电突然间停掉，那刻小兰正与女警佐藤在洗手间。小兰拿起身边的手电筒欲照明时，一颗子弹射进佐藤身体，小兰吓昏过去。次日小兰醒来，却因怪责自己害佐藤挨枪失去记忆。目暮见事态越来越严重，将秘密说出，原来死去的两名警察正与佐藤一起重查一桩有关医生仁野自杀的案件，该案涉及到警察局长的公子。将局长公子假定为嫌疑人之一时，柯南亦想到佐藤被射杀后宴会上少掉的两个人......

晴朗时节，江户川柯南（高山南 配音）和毛利小五郎（小山力也 配音）、小兰（山崎和佳奈 配音）以及少年侦探团的伙伴们一同来到京都，他们即将登上自卫队的宙斯盾战舰，体验一把出海作战的感觉，期间还结识了美丽又有着几分神秘的女自卫队员藤井七海（柴咲幸 配音）。谁知快乐的氛围很快被恐慌所替代，战舰上突然发现一条断掉的手臂，消失的自卫队员又引起军方的恐慌与猜测。原来某国神秘间谍X已悄悄登上宙斯盾，伺机盗取战舰上的绝密情报。为了找出隐藏的对手，柯南和灰原哀（林原惠美 配音）、阿笠博士（绪方贤一 配音）、服部平次（堀川亮 配音）以及远山和叶（宫村优子 配音）通力合作，与间谍展开连番斗智斗勇的较量…

铃木园子的叔叔次郎吉不甘心失败，决定再次向怪盗基德发出挑战。这位坏脾气的大叔斥巨资制造了巨型的飞船贝尔·雪利二世号，并以镶嵌有名贵宝石“天空的贵妇人”的戒指作赌注，邀请基德前来挑战，看他能否在东京到大阪的这6小时时间内完成这项困难的任务。柯南、小兰等人理所当然也接到邀请，甚至电视台的人也兴师动众前来。随着时间的流逝，双方的对决悄悄展开。另一方面，恐怖组织红色暹罗猫也登上了飞船。此前不久，红色暹罗猫袭击了国立东京微生物研究所，并盗走一种致命的病毒。

圣诞夜，退役自行车选手Gin，性倒错者花，离家出走的少女美由纪三人在东京的雪夜中无所事事。这时，他们发现垃圾堆中有一位哭泣的弃婴。孩子的襁褓中仅有一个酒吧的名片与照片。婴儿的父母身份成了谜团。 花想收留孩子，并将孩子取名清子。但另外2人表示反对。于是三人开始了寻找清子父母的旅程。圣诞夜幸福的气氛，伴随的却是怀中清子的哭泣。无家可归的三个人，开始为同样无家可归的清子找寻属于她的家。这一队流浪者，在一夜经历了诸多奇妙的事件。他们能找到清子的父母吗？

风和日丽的一天，铃木财团巨资营建的铃木塔举行了盛大的开幕典礼。柯南（高山南 配音）和好朋友们自然受邀参观。谁知一名游客突然被远处建筑发射来的子弹狙击身亡，柯南锁定凶手果断展开追击，然而对方胆大非常，公然炸毁拦截他的警车，在重重包围中脱身而去。在此之后，FBI和日本警方组成联合调查总部，经朱蒂•斯泰琳（一城美由希 配音）介绍得知，嫌疑人很可能是原美国海豹突击队狙击手蒂莫西·亨特。战功显赫的亨特曾经获得过银星勋章，但是后来被战友指控违反交战原则，射杀了手无寸铁的平民，此后他更在战场上遭遇影响毕生的创痛，人生也彻底跌入低谷。此番他以神秘狙击手的出现，显然是想想那些毁灭了他的人生的人们复仇。狙击事件接连而起，全东京陷入莫大的恐慌之中…

正值万圣节之际，东京涉谷热闹非凡。涉谷HIKARIE大厦里正在举办一场婚礼，身着婚纱的便是——警视厅的佐藤警官。当柯南等宾客都在见证这场婚礼的时候，突如其来的暴徒向佐藤扑去！高木为了保护佐藤而受伤，好在性命无忧。可这时映入佐藤眼里的，是三年前爆炸事件松田阵平殉职时出现的死神的幻影，这一次出现在了高木的身上。 　　与此同时，那场连续爆炸事件的犯人越狱了！这是巧合吗？ 　　这个犯人同时也是公安警察降谷零(安室透)宿命的敌人，因为他害死了自己的同学松田。在即将追到犯人之际，突然出现了一个神秘的变装人物，给安室装上了项圈炸弹。为了解除项圈炸弹，柯南赶到了安室潜伏的地下避难所。柯南从安室口中得知了另一桩事件——三年前，安室和警校同学(现已亡)在涉谷遇到了身份不明的变装炸弹犯「普拉米亚」。 　　然而这时，危险已经开始笼罩搜查中的柯南等人……

17岁少女绀野真琴是一个活泼跳脱的少女。在一次普通值日工作中，真琴不小心摔倒了，自此她发现自己拥有了穿越时空的能力。她兴奋不已，掌握了穿越时空的方法后，她经常用这个方法去解决生活中许多令她困扰十分的事。 喜欢棒球的真琴与同班的两名男生千昭与功介有着共同爱好。一天，与她本是好朋友的千昭突然向她表达爱意，手足无措了她再次穿越时空希望可以躲避这件事的发生。但没想到，千昭会跟同学友梨在一起了，而友梨也是一直喜欢千昭的。此时，暗恋功介的果穗误以为真琴是功介的女友。 为了帮忙解决朋友的问题，真琴不断以同样的方法回到过去。她突然发现自己手臂上的数字原来是穿越时空的次数，次数变得越来越少，与此同时她也发现了千昭的秘密……

漆黑的夜晚，一名间谍悄然潜入日本警方某机构，盗走了记载着各国谍报机构重要数据的绝密文件的绝密数据。日本警方和FBI探员赤井秀一（池田秀一 配音）旋即与间谍展开追逐。最后，逃亡者的车辆坠落悬崖。第二天，柯南（高山南 配音）和伙伴们来到东都水族馆观光，结果发现一名受伤的美丽女子（天海佑希 配音）。该女子处于失忆状态，身上的手机也破损无法使用。柯南等人答应要帮她恢复记忆，当他们七嘴八舌之际，藏在暗处的黑衣组织成员贝尔摩德（小山茉美 配音）冷冷地注视着这一切。在相处过程中，女子非凡的身手和奇怪的言行举止让灰原哀（林原惠美 配音）对其真实身份产生怀疑。 刚刚还一派祥和的水族馆，沉浸在快乐之中的人们，根本会想到随着那名神秘女子技艺的恢复，自己马上就要被卷入黑暗组织的杀戮和混乱之中……

位于东京的东都线地铁开通当日，一起针对东京都知事朝仓优一郎的炸弹袭击事件爆发，导致东都线列车损毁。经过一番推理，柯南（高山みなみ 配音）等人认定这与8年前朝仓主持负责的北之泽水坝的修建有关。当年为了修建大坝，朝仓动员北之泽村的人民搬入新村，可是仍有许多人反抗到最后阶段。为了探明真相，柯南、灰原（林原めぐみ 配音）、少年侦探团以及毛利小五郎（小山力也 配音）等人开赴白雪皑皑的北之泽。在这片纯净的雪国，少年们尽情玩耍，与此同时他们也遇到了几名原北之泽村的村民，山尾溪介、远野瑞希、立原冬美等人。他们是从小一起长大的好朋友，而彼此之间似乎又有着某种芥蒂和秘密。真相究竟如何…… 本片为《名侦探柯南》第15部剧场版。