柯南、灰原以及少年侦察队的成员步美、光彦、元太在一次露营之后，决定绕道旅行到西多摩市参观日本第一双塔摩天大楼，该大楼位于富士山前。偶然的机会，毛利小五郎收到了他的学妹常盘美绪的邀请，邀请他和小兰、园子一起参加双塔摩天大楼的揭幕仪式。美绪向他们介绍了一些与双塔相关的人物，包括以画富士山而闻名的画师如月峰水、市议员大木岩松、双塔的设计者风间英彦（他是森谷帝二的学生，在第一部电影《名侦探柯南：引爆摩天楼》中，森谷曾经找新一麻烦过）、以及天才步伐员原。期间，灰原的行为有些异常。大木提前入住B塔时被害，目暮警官开始调查他与美绪之间的关系，不久原也在家中被杀害。由于现场都有与日本画画师使用的乳钵类似的小酒杯碎片，两起案件看起来像是同一个人所为。柯南想起了灰原曾经参与过的一个以酒名为外号的秘密组织，并注意到第二起案件的碎片上没有血迹。与此同时，他发现灰原正在被人追踪。而园子玩笑地弄了一个发型，让她看起来像雪莉（灰原）。在揭幕酒会上，美绪在向来宾展示如月最珍贵的富士山画作时被杀害，她的死状正好像富士山中间的双塔的缩影图案，她的尸体下面也有一个小酒杯，但是却完好无损。不久，A楼发生了爆炸，美绪公司的电脑档案所在的楼层和地下配电室都被炸毁了。在逃生的时候，柯南注意到有人瞄准了园子，他心里得到了所有问题的答案，但他和小兰等人最迫切需要解决的是如何从火海中逃脱。
