在美国曼哈顿举行的艺术品拍卖会上，一度被认为毁于二战空袭的梵高亲笔临摹向日葵系列2号画作惊艳登场。财大气粗的铃木财团顾问的铃木次郎吉（富田耕生 配音）一骑绝尘，以三亿美元天价将其收入囊中。在之后的记者招待会上，铃木宣布将联系分散在世界各地收藏家手中的向日葵画作集结在日本，举行一次梦幻展览。为此，他聘请毛利小五郎（小山力也 配音）、展览企划负责人圭子•安德森（榊原良子 配音）、画作鉴定师宫台夏美（荣仓奈奈 配音）等七位专家组成“七武士”团队为展览保驾护航。谁知怪盗基德（山口胜平 配音）从一开始便锁定该画作，他不仅大闹会场，还为了抢夺画作而险些炸毁运送专机。随着画展日期的临近，柯南（高山南 配音）与伙伴们必须尽快越过一座座难以想象的险峰……

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…

知名建筑设计师森谷帝二这日邀请新一参加在他府上举办的茶会，柯南只得电话拜托小兰。柯南、小兰及毛利小五郎三人未入森府，已被绝对对称的宏伟建筑吸引。衣香鬓影的茶会上，森谷帝二令人诧异地大声攻击年轻设计师，讲建筑的美学准则要被他们破坏殆尽。柯南在规定时间内将他出给众宾客的难题破解，被获准和小兰一起参观陈有他设计图的展览馆，交谈中，他感慨30多岁初成名时的作品不够对称称不上完美，并从小兰口中打探到她要与新一在米花大楼约会为新一庆生的诸多细节。不久，柯南连接数通向新一挑战的电话，对方均告知他已在某地放置会在某时爆炸的炸弹，柯南将危机一一化解后，开始与警方、毛利一起分析到底是何人所为。电视报道其中最为轰动的爆炸案时，柯南由画面联想到所有炸弹放置的地点附近均有森谷帝二自认不完美的作品，心中一惊。众人拜访森谷帝二时，柯南暗中将他的宅邸查看，找出凶犯正是他的证据，原来他是狂热的完美主义者，想亲手毁掉年轻时因妥协设计出的不绝对对称作品，并借机报复没令他的宏伟设计夙愿在西多摩市达成的新一。被抓一刻，森谷帝二的冷笑令柯南醒悟：米花大楼亦是他不完美的作品，小兰正在那里等新一赴约。

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。

目暮警官、小兰的母亲妃英里、阿笠博士接连遭到不明身份之人的暗算。柯南追踪伤害阿笠博士的凶手，他根据几起案件现场留下的线索发现凶手按照扑克牌的顺序行凶，而且遇害者皆与毛利小五郎有关。目暮提供的线索初步揭开事情的真相，原来毛利当年任职警察的时候曾经逮捕犯下杀人罪的赌徒村上丈，当年也更因这一事件导致毛利离职以及婚姻变故。十年后，服刑期满的村上丈出狱，开始按照扑克牌的顺序向毛利身边之人展开报复。在得知原委后，毛利努力寻找身边与数字有关的人。在这一过程中，各种惊险场面接连出现。而柯南也对案件的真相产生疑惑……

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…

阳光明媚的一天，柯南（高山南 配音）、小兰（山崎和佳奈 配音）以及少年侦探团的伙伴们随同毛利小五郎（小山力也 配音）来到大阪，参加在当地举行的“高中生皋月杯”百人一首和歌大赛。期间，他们还见到了彼此的好友服部平次（堀川亮 配音）和远山和叶（宫村优子 配音）。就在比赛进行中途，一封爆炸预告信送到电视台，警方迅速行动起来组织疏散。疏散一半时，爆炸突然发生，结果平次与和叶被困在建筑物中。而在一连串的混乱过后，一位皋月杯相关人员的尸体突然出现在众人面前。迷离的案情再度引起柯南的注意……

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……

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。

这日柯南、小兰一行人来到米花市市政大厅，一场有关最新游戏“茧”的发布会正在这里召开。由于迥异于以往任何一款游戏的“茧”可能一举改变全球游戏业界的价值观，发布会吸引了代表日本上流社会的政治、财经、演艺界人士，50名游戏体验者也多是他们的后代，新一的父亲、推理小说大师工藤优作由于参与故事编写，也来到现场。这边热热闹闹，游戏的研发者兼负责人坚村却被杀于地下室。坚村死前留在键盘J、T、R上的血迹令柯南想到答案可能在游戏中，他利用优作的关系加入了体验者队伍，小兰、灰原哀等人也拿到了体验入场券。 50名体验者刚分别进入一个外型酷似蚕茧的“大型胶囊”，游戏即被自称“诺亚方舟”的人工智能控制，“诺亚方舟”称游戏将提供5个完全真实的历史场景，体验者可选择其中之一进入，被淘汰会进入休眠状态，若最后无人走到终点，他们的大脑组织皆会被摧毁，此举是为令日本社会重生。柯南一行及几个骄横无礼的上流社会公子哥进入的是19世纪伦敦的贝克街，那里杀人犯开膛手杰克正在兴风作浪，他身上正有柯南要找的答案！而优作也在现实中正对案件展开调查。

时候是22世纪，重力控制和warp导航法被实用化的时代，人类，为真正的宇宙开发开始挺出。可是一方，根据环境破坏和地壳变动蓝的地球被丢失，人们靠各种各样的星的space colony中生活着。那样的未来的少年少女，文明的步子也被冲到象没有一样的行星，被象原始时代的密林一样的世界他们压倒。故事的主要的舞台，是这个人手不够的行星。转校生Runa是14岁，很早死父母，猫型宠物机器人·画粉和二人生活，想成为和父亲同样的宇宙开荒的技术人员，一直是他的梦。 与Runa一起流到到未见过的行星，羞怯的shaara，机械玩弄擅长的shingo，沉默寡言的Kaoru，用样子也好性格坏的霍华德，老实的铃，自尊心高傲的学生会长的menori，并且，连宠物机器人的画粉钻入的事发觉......