毛利蘭とともに遊園地へ来ていた高校生の工藤新一が黒ずくめの組織の取引現場を目撃し、それに気づいた黒ずくめの男は、口封じのため組織が新開発したという毒が検出されない毒薬によって殺害しようとする。毒薬を飲ませた後立ち去るが、新一が目を覚ますと小学生の姿になっていた。警官に保護されるが逃亡し、隣人の阿笠博士に助けを求める。新一が生きていることを組織に知られたら再び命を狙われ、周囲の人間にも危害が及んでしまうため、正体を隠すことにする。そこへ蘭がやってきて名前を聞かれ、咄嗟に江戸川コナンと名乗り、蘭の父親である小五郎が探偵をしている毛利家で生活しながら、さまざまな事件に関わっていくことになる。
そんな小五郎の大ファンのアイドルである沖野ヨーコと出会う。ひょんなことから、CDを直接貰える位までの知り合いになる。
コナンは新幹線の中で、黒ずくめの男達と遭遇し、盗聴によって黒ずくめの男達のコードネームがジンとウォッカであることを掴む。
新一を尋ねるため、大阪から西の高校生探偵・服部平次が毛利小五郎の事務所を訪れる。平次は風邪を引いていたコナンに中国の酒「白乾児」を飲ませる。その後、小五郎が調査依頼を受けたことにより、依頼人の自宅へ向かうが、そこで殺人事件に遭遇する。コナンと平次が事件の捜査を進める中、コナンの体に異変が起き元の新一の体へ戻る。新一の姿で事件を解決するが、コナンの姿へと戻ってしまう。
コナンは、白乾児の作用によって元の体へ戻ったと推測し、元の体に戻るためもう一度白乾児を飲むものの元には戻れず、阿笠博士は白乾児に対する抗体ができたため、元に戻れなくなったと予測した。
コナンは平次と再会し、そこで遭遇した殺人事件を解決する過程で平次に正体を見破られてしまったため、真相を話し、以後コナンの協力者となる。
小五郎の診断結果を聞くため、蘭、コナンと共に新出医院を訪れる。新出院長の息子の新出智明とその家族と共に、院長の誘いで夕食を共にすることになるが、院長は殺害されてしまう。コナンは事件の真相に辿り着くが、犯人が仕掛けたトリックにより、それを知らずにトリックを作動させ院長の命を奪う引き金を引いてしまった関係者に深い傷を負わせないために、犯人とコナン(眠りの小五郎)との密約で偽証することになる。そのことを智明も知ることになる。