柯南和小五郎等拉着大队，来到位于太平洋中的美丽小岛“神海岛”度假。这座岛屿自古流传着关于沉没于海底的古代遗迹“海底宫殿”，及300年前两名女海盗遗留下来的宝藏传说。小兰和园子不惧流传，在“海底宫殿”附近潜水时，意外遇到一大群正在寻找宝物的猎人，不料其中一人突然遭鲨鱼攻击，不幸身亡！小兰和园子幸运逃难，柯南见那位猎人死状诡异，与灰原一起展开调查。 柯南认为猎人之死，跟宝藏传说有着很大的关系，他试图解开背后原因，“海底宫殿”的谜题一直系绕在他的脑海中。他找到了一组神秘名词“Jolly Roger”后，猎人却突然现身，并偷走了原来发现的宝藏！小兰和园子落在猎人的魔掌之中，性命危在旦夕！隐藏于传说中的讯息是什么？“海底宫殿”有什么秘密？穿越300年时光的暗号，柯南誓要逐步解开谜题。

太平洋上的美丽小岛——神海岛。传说，在很久以前那里的海底就存在着古代遗迹“海底宫殿”，并且300年前真实存在过的两名女海盗“安娜·波尼”和“玛丽·里德”曾在那里遗留了大量的宝藏。 今次的故事就从这神秘的小岛开始，在小五郎的带领下，柯南一行人前往位于太平洋上的小岛“神海岛”上享受愉快的假日，蔚蓝色的大海和无限的自然风光加上自古以来流传的两个“神 海岛”传说让这个小岛成为游客成群的度假圣地。兰和园子在“海底宫殿”附近的海域享受有氧潜水，少年侦探团则玩起了神海岛观光课安排的寻宝游戏。然而，觑意于传说中的财宝的宝藏猎人们也潜入了这个迷人的小岛上。兰和园子意外的遭遇到一名被鲨鱼群袭击的宝藏猎人，猎人的死是因为传说中的宝藏吗？急忙赶来的柯南发现了死亡的疑点，并和灰原一起展开了调查。

在晨雾弥漫的京都舞鹤湾发现了一艘可疑船只。那艘船上残存的数据和零件，确认是日本所没有的东西。那个消息让日本全国都紧张起来。

舞台：大阪&京都，正在录制"皐月杯"百人一首记者会的大阪地标·日卖电视台突然发生爆炸，千钧一发之际，急忙赶来的柯南救出了被困在崩塌大楼中的平次与和叶，而另一侧，"皐月杯"冠军在京都屋内遭人杀害，监控器里所显示出的是——红叶...原作中的重要角色，百人一首高中生冠军，自称"平次未婚妻"的大冈红叶，将首次在剧场版中登场，新一和小兰的关系也将发生变化....

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。日本警方和FBI探员赤井秀一立即与间谍展开追逐。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。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，根本不会想到随着那名神秘女子记忆的恢复，自己马上就要被卷入黑暗组织的杀戮和混乱之中……

在不久之前，市内发生了连环杀人事件，遇害人每一个都是音乐家，而且他们均出身于著名钢琴家领衔创建的一所音乐学院。江户川柯南、毛利小五郎、毛利兰、少年侦探团等一行人，收到了一位著名钢琴家的邀请，出席由他出资建造的音乐厅的落成典礼音乐会。该音乐会最大的亮点是巴赫弹奏过的管风琴、世界著名的斯特拉迪瓦里琴的音色，以及拥有绝对音感的天才歌手的歌声。可是万万没想到，在音乐会正式举办之前，陆续发生了许多可疑的案件，让每个人都忧心忡忡。而且，在音乐会正式开演当天，江户川柯南他们所在的音乐会会场突然发生了很大的爆炸，整个会场陷入一片火海之中。江户川柯南根据线索一步步地查明了几起案件的联系，并在最后找出了案件背后的真凶。

著名的高中生侦探工藤新一收到了来自世界知名建筑家——森谷教授的请帖，森谷教授打算在自己的宅邸中举办一场晚会，他邀请工藤新一前来赴宴。江户川柯南、毛利兰和毛利小五郎代替新一应邀出席。与此同时，城市内发生了塑胶炸弹大量失窃的案件。那个自称犯人的男子打来预告电话，与江户川柯南展开了博弈。犯人再次打来电话，并说到：“工藤为什么没来！”随后，凶手连续发来炸弹预告。炸弹究竟被安装在了什么地方？城市内的人们陷入了恐慌。 就在江户川柯南绞尽脑汁查找炸弹所在之处时，毛利兰前去百货商店购买要送给工藤新一的礼物。万万没想到，那栋百货商店内就被安装了炸弹！江户川柯南奋力前去救毛利兰，在炸弹即将爆炸之际，负责剪炸弹线的毛利兰选择剪蓝色的线，成功阻止了炸弹爆炸。

一天名侦探毛利小五郎收到了一张寄给他的请帖，里面是一个神秘男子的委托，神秘男子邀请毛利小五郎等人前往横滨的一个游乐场。小五郎和江户川柯南一行人快乐地来到游乐场游玩，还带上了可以出入无阻的VIP手表。不料他们却中了那名神秘男子的圈套。所有带上手表的人不得离开游乐场，否则手表上的炸弹便会发生爆炸。从现在开始到晚上十点，如果柯南和小五郎不能解开谜题，小兰和少年侦探团也会随着游乐园一起粉身碎骨。其他侦探们与柯南一同挑战谜题，当所有人一起努力调查犯人的真面目时，危机却不断展露在眼前，时间一分一秒地逼近，犯人无赖地设下了最后一道陷阱。然而更意想不到的是，那名神秘男子居然直接称呼柯南为工藤新一，这到底是怎么一回事？

这日柯南、小兰一行人来到米花町市政大厅，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、推理小说作家工藤优作由于参与故事编写，也来到现场。然而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！而优作也在现实中对案件展开调查。

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，江户川柯南等人认定这次的事件与8年前朝仓优一郎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不愿搬迁。为了探明事情的真相，柯南、灰原、少年侦探团以及毛利小五郎等人开车前往白雪皑皑的北之泽。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、远野、立原等人。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。 立原的儿子冬马在8年前坠崖，在这8年时间里他一直昏迷不醒。在母亲的照料下冬马终于醒了过来，但却丧失了记忆，不知道当时在自己身上发生了什么事情。柯南通过推理，认为冬马的坠崖与一系列的案件有关。