浮现在太平洋上的美丽岛屿：“神海岛”。岛上世代相传着“海底沉睡着古代遗迹“海底宫殿”、300年前存在的2个女海盗“Anne·Bonny”、“Mary Read”在那里留有宝藏”的传说。来神海岛渡假的柯南一行人与聚集在此地寻宝的“宝藏猎人”们偶遇，在这里，随处可见不轨举动的宝藏猎的人们，不过随后在探索海底宫殿时，一名宝藏猎人被鲨鱼群袭击后死亡。由于事出蹊跷，柯南便同灰原等人展开调查。柯南运用推理将宝藏猎人被杀事件和宝藏传说逐一解开。最大的谜团，隐藏在“海盗旗”中的秘密究竟是什么？这回，高潮的舞台，被转移至海底宫殿。

铃木次郎吉以远高于他人出价的3亿美金将梵高的名作《向日葵》拍下。这则梦幻大新闻向全世界播出，柯南与小兰也津津有味的看着转播。当正要征集专门保护《向日葵》的护卫队“七大武士”的时候，怪盗基德突然出现，宣战预告。就在此时，在一片骚动的会场上，出现了追随基德而来的高中生侦探工藤新一的身影。不久之后，载有《向日葵》的客机在飞往日本的途中受到了“白色身影”的突然袭击。飞机发生爆炸，画被盗走。围绕独一无二的珍宝，谎言与真实交织的艺术推理剧拉开序幕。

某个漆黑之夜，日本警察内部遭间谍侵入。英国的MI6（英国陆军情报六局，即军情六处）、德国的BDN、美国的CIA（美国中央情报局）等各国情报机关，甚至FBI（美国联邦调查局）的机密数据都被窃取。千钧一发之际，安室透率领公安警察（公安调查厅）及时赶到。间谍夺车而逃。安室与其在高速公路上进行了激烈追逐，就在其它车辆也将被牵连其中而酿成惨案的瞬间，间谍的车被FBI赤井秀一的来福枪子弹击中，从公路上坠下。第二天，柯南一行人到东都水族馆游玩。刚刚翻新的水族馆盛况空前。在其特色卖点巨大摩天轮之下，柯南发现了一名独自站在那里的外表端庄秀丽的受伤女子。定睛一看，她左右眼虹膜的颜色是不同的，即俗称的“Odd Eye”。 可是，女子已是连自己的名字也不记得的失忆状态，所带的手机也已损坏。柯南等人商定帮助她找回记忆，就这样与她一同行动。而这被贝尔摩德在暗中从头至尾监视着。随后贝尔摩德拿出了消音器，对着身上的通信器说道—— “我也有这个打算哦，琴酒。”

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。

柯南和少年侦探团在参观一座西多摩新建的双子摩天大楼时，意外的发现了黑暗组织成员琴酒(Gin)。随后又发生了杀人事件。杀人事件还在继续，共同点是每名死者身边都会留下一个小的酒杯。就在柯南和少年侦探团寻找凶手的时候，琴酒也得知他正在寻找的叛徒雪莉将在不久之后参加西多摩双子大楼的落成典礼，并准备在典礼上将她刺杀。在典礼会场上，短暂的黑暗之后又有一人被害。现场也留下了小酒杯，显示凶手和之前的为同一人。就在警方和毛利小五郎调查案件的时候，琴酒引爆了藏在大楼内的炸药，销毁了黑暗组织和常磐财团的交易证据，同时将楼顶的柯南一行人陷入了危险之中。