柯南、灰原、步美、光彦、元太随博士露营回来，他们绕道去参观西多摩市新建于富士山前的日本第一双塔摩天大楼，毛利小五郎恰巧也应双塔所有者、他的学妹常盘美绪之邀，携小兰、园子参加开幕典礼。参观期间灰原的举动异常。大木提前入住B塔被害，目暮警官着手调查，发现他与美绪似有不同寻常关系，不久原亦被杀害于家中。因为现场都留有与日本画画师作画时所用的乳钵相似的小酒杯碎片，两起案件似系一人所为。柯南由小酒杯联想到灰原曾效力的、以酒名为绰号的黑暗组织，并注意到第二起案件中碎片上未沾染血迹。与此同时，他找到灰原举动异常的原因，

被黑暗组织的人灌下毒药，身体变小了的高中生侦探工藤新一，化名为江户川柯南隐藏身份，并一直在暗地里调查黑暗组织的情报。知道他真正身份的有阿笠博士以及灰原哀。灰原哀实际上曾是黑暗组织的一员。但由于姐姐被杀，灰原哀想从组织脱离，也喝下毒药，以小学生的形象隐藏身份。 铃木集团的新饭店落成，受铃木集团大小姐铃木园子的邀请，柯南、小兰、阿笠博士，小哀等人都出席了宴会。宴会当中，吃了蛋糕的柯南和小哀发觉身体起了异常的变化。原来在蛋糕里，含有那种能让他们身体暂时恢复原样的酒精成分。柯南和小哀也因此变回了原本的样子……