铃木园子的伯伯铃木次郎吉在一次次败给怪盗基德后仍然心有不甘，他决定再一次向怪盗基德发起挑战。铃木次郎吉斥巨资制造了巨型飞船，并以镶嵌有名贵宝石“天空的贵妇人”的戒指作为赌注，邀请怪盗基德前来挑战，看他能否在东京到大阪的六小时飞行航程内，完成这项困难的任务。江户川柯南、毛利兰等人也受到了邀请，甚至电视台的人也兴师动众前来采访。随着时间的流逝，双方的对决悄悄展开。然而另一方面，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，并盗走了一种致命的病毒。怪盗基德再发挑战书、实验室细菌丢失、恐怖分子袭击，众多危机一触即发！为了保护飞船上的财宝，柯南、服部平次还有警方等共同协作，与盗贼展开头脑作战！

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。

故事以15年前的北大西洋上一件海难作序幕，这宗海难是由一艘在深夜浓雾中航行的货轮引起的。由于未能及时发现航道上有巨大冰山，货轮猛烈撞上冰山后导致引擎室受到重创，整艘船也在不久后彻底沉没。虽然大多数船员顺利获救，但船长与一名船员还是不幸罹难。而在15年后的东京大都会，大财团的著名设计师在驾车时，突然心脏病发作。连人带车冲向山谷，车子在坠落山谷后起火燃烧，设计师当场气绝身亡。这两宗分别发生于两个不同年代的意外居然是一场惊天大阴谋的序幕。幕后黑手选择了豪华邮轮“爱芙罗黛蒂号”作为展开阴谋的地点。恰巧江户川柯南、毛利兰、毛利小五郎等人参加了这艘邮轮的首次航行仪式，他们将一步步揭开幕后黑手的阴谋，让真相水落石出。

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，却发现她正被人追踪。开幕酒会上，美绪作画时被杀，死相正如横亘在富士山正中的双塔的缩影图，她的身下也有一个小酒杯，不过却是完好的。地上一颗原本戴在美绪脖子上的珍珠令柯南将目光转向如月。紧接着，A楼美绪公司电脑档案所在的楼层及地下配电室发生爆炸。逃亡时刻，柯南注意到正有一支枪瞄准园子，心中给出了所有疑问的答案，但他及小兰等人最迫切需要解决的却是如何从火海逃脱。