經平次提醒，警官開始調查“工藤新一”的指紋與平次護身符上的柯南指紋是否一致，結果證實兩者並不相同。平次等人判定站在他們面前的並不是真正的工藤。隨後，一副死亡羅神裝扮的工藤新一本人出現了！
原來，報社記者河內遇刺時報警並呼叫救護車的人是工藤新一，因為看到假新一攜槍進入了河內的住所，擔心假新一一旦事跡敗露後會自殺，便沒輕易闖入……。
假新一的真實身份是屋田誠人，他認為新一在1年前的事件中推理錯誤，就一直記恨新一，為使其身敗名裂，而策劃了此次行動。然而，新一1年前的推理是正確的。當時，因為考慮到事實一經公布後影響甚遠，而謊稱村長殺妻的動機是身患癌症、自暴自棄……。

從山路滾落失去意識的蘭，夢見了在多羅碧加樂園一去不回的新一，醒來後，發現自己躺在一個山上的小屋裡。此時，平次他們推門而入，並對小屋和旁邊屋子進行了調查，發現了裝子彈的空盒和貼滿新一的新聞報道的牆壁，平次斷定這是死亡羅神的落腳點。之後，平次又發現了柯南留下的腳印，開始懷疑出現在大家面前的“工藤新一”的真實身份。
平次召集大家來到刑警跟前，宣布刺傷報社記者的人就是“工藤新一”！！“工藤新一”在眾人面前痛哭流涕地述說原因，蘭對這樣的新一感到非常地陌生，死亡羅神的身影再次出現在屋外...!!

平次他們找到了茫然不知的新一以及被刺中的報社記者。平次注意到報社記者還有呼吸，急忙喊來救護車。平次擔心新一一旦被警方拘捕，就會在警局內度過24小時時限，進而引發更大的騷亂，果斷決定不通知警方。可是，附近傳來警笛聲，不知道是誰叫來了警察，於是，只能讓新一先躲進車子的備胎箱內。
警察輕而易舉地取得了腳印，通向案發現場的腳印只有新一和報社記者兩個人的。除了新一以外，沒有其他人有可能犯罪。
蘭為了喚醒新一的記憶，讓他自己解決這個事件，跑去森林裡尋找巡警口中的“死亡羅神”...。隨後，在森林裡真的遇見了“死亡羅神”，卻在追趕的途中，意外滑倒滾落山坡、失去了意識。

自從9年前，屋田誠人的妹妹在森林中失蹤、之後在湖中發現屍體後，村子裡便有了死亡羅神的說法。隨後，平次他們前往屋田誠人的房間。房間裡貼著新一初次登報時的大照片，原來誠人是新一的粉絲，所以，才無法接受新一推理出來的事件的真相......
新一提出想一個人呆在誠人的房間裡，看能不能回憶起些什麼，但是，卻什麼也沒能想起來。一旁的報社記者懷疑新一的失憶是裝出來的。
第二天一早，平次他們聽說新一去了日原村長家，以為他恢復記憶了，於是，一行人匆匆趕了過去，卻看到了渾身是血、倒在地上的報社記者和持刀的新一...！？

發現了工藤新一的平次立即聯絡了灰原，灰原告訴平次APTX4869的解藥只能維持24小時，所以，必須在工藤新一的身體恢復到柯南前，把他送回博士家。可是，平次更在意新一1年前解決的那個事件，執意先去事件現場。
1年前，村長和村長夫人不知道被誰殺害了，新一當時推理認為，殺害村長夫人的凶手就是村長，而村長是自殺的，他殺和自殺的導火線是村長因患了腫瘤而自暴自棄。但是，據醫院的醫生說，村長雖然患了腫瘤，卻是良性的，做手術後即可康復。似乎是工藤新一推理失誤了。
村民們傳說著村長夫婦是被樹林裡的“死亡羅神”殺害的......

患了感冒的柯南、蘭、和小五郎，以及服部和和葉收到了一封來自東奧穗村的信，信中寫道：“我找到了工藤新一在1年前解決的那個案件的漏洞。在給服部的信中，還夾帶著一封寫給“工藤新一”的信。
於是，柯南他們來到了東奧穗村的政府辦公室了解情況，得知寄信人屋田誠人、也就是在1年前的案件中幫助工藤新一一起尋找證據的年輕人，已經於半年前失蹤了。之後，當村民們聽到柯南他們說到“工藤新一”的名字時，態度立刻大為改變...。
之後，柯南獨自來到寫給“工藤新一”的那封信上提到的山上的小屋，竟然被關在了小屋裡。此時，柯南之前服下的感冒藥起了效果，恢復了工藤新一的身體，拼死從小屋逃脫後落入大海...原來，出發前，博士誤將灰原秘密開發的APTX4869解藥的試用品當作感冒藥給了柯南。
服部他們到處尋找失蹤了的柯南，卻在海上找到了工藤新一。但是，工藤新一似乎喪失了記憶...！？

英理認定有澤悠子不可能是犯人，便打發警察離開現場，可是，轉身之後，她又勸說悠子自首。原來，悠子得知了自己的丈夫和自己的偶像-柔道選手梶本先生的妻子有染，便無論如何都無法原諒丈夫，找機會殺害了他、並謊稱丈夫失蹤。
之後，英理再次打電話給小五郎，卻因電話那頭傳來女子的聲音而暴怒。不過，這也是錄音。原來，因為小五郎自己也常用這種手法，所以，一開始便看穿了整個事件，為了暗示英理他才特地在電話裡播放錄音帶的。

刑警們猜測是尾隨者犯下的案子，柯南和妃英理懷疑凶手是悠子。雖然悠子在交待自己的行動時，有10分鐘是不知去向的，但是，根據推測出來的死亡時間來看，那個時間她在和柯南他們一起吃飯，所以，有著完美的不在場證明。蘭提議和小五郎討論看看，小五郎卻說因為在打麻將不能多說，直接掛斷了電話。妃英理說小五郎只是裝成打麻將的樣子罷了，小五郎是利用錄音機播放出打麻將的聲音，給人以錯覺。柯南和妃英理從中得到啟示，看出了不在場證明的破綻！

柯南他們拜訪妃法律事務所時，正巧碰見了妃英理的委托人、原全日本柔道冠軍有澤悠子。因為有澤的丈夫硬是說自己被跟蹤了，整日心神不寧。所以，有澤悠子希望妃英理能夠證明，她的丈夫沒有被跟蹤，而且他們家裡也沒有被裝上竊聽器等物件。不久之後，柯南、蘭和妃英理一起前往有澤家，准備與有澤的丈夫見面，卻在有澤家的貯藏室裡發現了被勒死的有澤嗣郎...!!

原來，梓借口要買內衣而支開了高木，得以順利溜走。
柯南暗示小五郎，指出血衣的腋下和肘部的血跡十分有規律。目暮警官推斷出犯人其實是用槍柄來毆打受害人的。經過柯南的步步誘導，凶手終於浮出了水面。
夏本杉人的公司同事河瀨，利用公款炒股票，結果不知不覺中輸了1億日元。他心想，與其一生都背負這筆債，不如……
柯南發現杉人寄給妹妹的包裹上，意外地扎著絲帶。當眾人趕到絲帶上的地址時，看見河瀨正准備向梓下毒手……

毛利小五郎常去的那家咖啡館附近的公寓裡，發生了證券工作人員被殺的事件，凶器是一把來復槍，上面沾有咖啡館老板娘梓的哥哥的指紋。由於嫌疑犯、梓的哥哥不見了蹤影，警察們只能潛伏在咖啡館裡。警察們還在嫌疑犯家附近的垃圾桶裡，找到了被扔掉的血衣。

在梓的帶領下，警察們和毛利小五郎等人進入了梓的哥哥的房間內尋找線索。正巧遇上了快遞員送來夏本杉人的包裹，裡面竟然是一盒曲奇餅干。梓看到後，便借口外出去一下超市。小五郎和千葉警察繼續討論案情時，高木打來電話說，在超市這裡讓梓的哥哥逃脫了！

聽到這個消息的柯南他們，認定梓是通過曲奇餅干知道了碰頭地點。但是，柯南卻覺得這盒曲奇餅干不是梓的哥哥派人送來的，而是真正的凶手設下的一個陷阱......
 

衝矢昴告訴蘭和園子，在紙飛機上畫的圖案是摩斯電碼。三個圓點、三條短線、三個圓點，表示的意思是：SOS。在與衝矢昴的交談中，蘭因為心中的莫名不安，而不自覺地向衝矢昴隱瞞了新一是高中生偵探的事情。

蘭將第二天出現的紙飛機拍了照片，通過手機郵件傳給了新一的同時，將紙飛機拿給衝矢昴看。衝矢昴和柯南得出了同一個結論：求救者被囚禁在手機服務區外。
兩人在分別看了電視台報道的“造船會社社長被綁架的事件”和第三天的紙飛機圖案後，柯不約而同地開始折起了紙飛機...

最近，米花街出現了上百架印有奇怪圖案的紙飛機，連米花小學的少年偵探團也開始關注起這個事情。而柯南則不以為然。

蘭和園子按照慣例，每月一次來到新一家打掃衛生，溫暖而干淨的房間，讓蘭以為是新一回來了。四處尋找後，卻在那裡遇見了寄居在新一家的衝矢昴。蘭將他誤認為是小偷，不由分說地飛起便是一腳，衝矢被重重地踢倒在地。此時，柯南及時地打來了電話，解開了蘭的誤解。

之後，衝矢昴根據園子的一些動作和反應，推理出了蘭和園子吃午飯的場所。佩服至極的園子決定讓新一和衝矢昴一決高下，而對決的題目就是那些畫著奇怪圖案的紙飛機。
柯南和衝矢分別看了落在園子家庭院裡的紙飛機後，得出相同的結論說：“這是SOS”，並要求看印有其他圖案的紙飛機...