晴朗時節，江戶川柯南（高山南 配音）和毛利小五郎（小山力也 配音）、小蘭（山崎和佳奈 配音）以及少年偵探團的伙伴們一同來到京都，他們即將登上自衛隊的宙斯盾戰艦，體驗一把出海作戰的感覺，期間還結識了美麗又有著幾分神秘的女自衛隊員藤井七海（柴咲幸 配音）。誰知快樂的氛圍很快被恐慌所替代，戰艦上突然發現一條斷掉的手臂，消失的自衛隊員又引起軍方的恐慌與猜測。原來某國神秘間諜X已悄悄登上宙斯盾，伺機盜取戰艦...

一天毛利小五郎收到一張請帖，里面是謎樣男子的委托，需要前往橫濱的一個游樂場。小五郎和柯南一行人快樂地到達歡樂的游樂場，還帶上了可以出入無阻代表VIP的手表，不料正中那名神秘男子的圈套。所有帶上手表的人不得離開游樂場，否則便會發生爆炸。從現在開始到晚上十點，柯南和小五郎如果不能解開謎題，蘭和少年偵探團也會隨著游樂園粉身碎骨。然而更意想不到的是，那名男子居然直接稱呼柯南為工藤新一。...