一年一度的七夕即將到來，東京、神奈川、靜岡、長野等地接連發生六起連環殺人案，被害者身邊均留下麻將牌中的七筒和神秘暗示。由于作案范圍跨越多地警方轄區，東京警署專案組緊急召集各地探員聯合調查，毛利小五郎受邀參與會議，柯南則暗中旁聽了案情分析。會后柯南無意間聽到群馬縣警部山村操哼唱的童謠，由此察覺黑衣組織成員已滲透進警察隊伍。在警方圍捕行動中，柯南與假扮人質的Vermouth正面交鋒，并得知連環殺人案實為爭奪一張存有組織內部人員資料的記憶卡。與此同時，潛入警方系統的黑衣間諜秘密盜取工藤新一和柯南的指紋，導致新一的真實身份瀕臨暴露。最終柯南通過山村童謠與麻將暗示的關聯識破間諜真實身份，成功阻止記憶卡落入黑衣組織之手，同時化解了自身身份危機。