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身体虽然变小，头脑依旧灵活，无所不知的名侦探，真相只有一个！
主角工藤新一原本是一位颇具名声的高中生侦探，在目击黑暗组织的地下交易后，正准备追踪时却被突袭击昏，并被灌下代号为“APTX4869”的不明药物。后来虽然幸免于死，但身体就此缩小为小学时期的模样。之后他化名为江户川柯南，在邻居阿笠博士的建议下，寄住在女友毛利兰的父亲—侦探毛利小五郎家中，继续秘密从事追查黑暗组织的工作，并私下探寻获得解药的管道，希望能够恢复原来新一的样貌。与此同时，柯南凭着自己的推理天份，配合阿笠博士为他发明的道具，帮助毛利小五郎成为出名的大侦探。故事内容当中穿插许多爱情、友情、犯罪、背叛、复仇等情节。
【主线剧情】高中生侦探工藤新一被称为“日本警察界的救世主”而响誉全国，他帮助警方解决了很多棘手案件。某日，他和青梅竹马小兰一起去坐云霄飞车时遇到了一起因情生恨凶杀事件，其中，有两名黑衣人引起了工藤的注意，工藤暗中跟踪却被发现，黑衣给他灌下毒药后离开，当被警察发现时，工藤已变成了小孩儿的模样。
【主线剧情】趁警察不注意工藤逃到阿笠博士那里寻求帮助，这时担心工藤的小兰找也找到这里，为保护小兰安全，工藤隐瞒身份并在情急之下取名江户川柯南，阿笠博士将柯南托付给小兰照顾，回家后他们碰到了急匆匆出门办案的毛利小五郎，听说有黑衣人，柯南也跟着一起去。原来是董事长女儿谷晶子被绑架，在管家承认了自己是犯人且没有同伙后，却再次有人打来威胁电话……
【含主线信息】身体变小后柯南转入帝丹小学，并结识了步美、光彦和元太。某日，明星洋子来到毛利侦探事务所，说总感觉有人暗中监视她，为了更进一步了解真相，毛利一行人来到洋子住处，可开门后居然有具死尸横在门口，期间柯南发现了另一名演员优子的耳环并且还注意到洋子的经纪人山岸神态怪异，洋子、山岸、优子到底谁才是真正的凶手。
柯南和伙伴们去美术馆时捡到了一张画有奇怪符号的纸，大家自行成立少年侦探团去调查这些暗号，按照符号的指示先到达东京塔，在周围展开侦查却一无所获，休息的时候步美的新发现为柯南找到破解暗号的出口，大家一路寻找从东京铁塔到南部水族馆的标记，然而，事情并非那样顺利，柯南能破解暗号吗？暗中跟踪少年侦探团的黑衣人又是谁？
魔改剧情。小五郎带着小兰等人去京都参朋友的婚礼，在新干线上柯南看见了两名可疑黑衣男子，他利用阿笠博士送他的眼镜窃听到了不得了的事情——这辆新干线上有炸弹并且即将爆炸，眼看黑衣人离开新干线，柯南只能凭自己找到那只装有炸弹的黑皮箱，锁定了炸弹所在的车厢后，柯南对车厢里的四人进行试探，却毫无头绪，关键时刻元太的一句话提醒了他。
动画原创，园子和小兰被邀请去皆川家参加情人节派对，柯南悄悄尾随却被发现。皆川的母亲热情招待各位，但皆川却是一副不耐烦的样子，他拒绝了青梅竹马关谷香的巧克力，又对直道和若松冷嘲热讽，状态不佳的他决定外出透气，他的心仪对象好美也一起跟去，突然一声尖叫，皆川倒在了草坪上，到底是谁在情人节制造了惨剧？
小川医生这两年来不断收到未署名的钱和玩具，实在是不知道来历，于是前往毛利侦探事务所求助。在柯南的提示下小五郎推理出玩具其实是中古品，而小兰也因此开始怀疑起柯南的身份。在前往小川医生工作的医院调查过程中看到柯南翻阅病例的小兰对柯南的怀疑也进一步加深。最终柯南在千钧一发之际成功解救了小川医生的孩子。而柯南也成功化解了小兰的怀疑。
城中美术馆冒出中世纪盔甲会自己走路的传闻，引起了小兰浓厚的兴趣打算一探究竟，没想到却意外地发现美术馆在一周后即将关闭。而购买美术馆的购买者真中计划将这里改造成酒店。小兰一行在参观地狱馆的过程中发现真中被钉在墙上，而在回放录像的时候发现竟然是展览的盔甲将真中杀害！但在回放了录影带和勘察现场之后柯南发现了犯人的犯罪手法并找出了真凶。
柯南和小兰在参加天下第一夜祭时碰到了作家世井，他让小兰帮忙拍了几张照片，这时，横沟警官找到世井说他的朋友今竹被杀，大家一起赶往犯罪现场，期间，世井用自己的文稿代替今竹的交给了《文艺时代》的记者，种种迹象表明世井就是凶手，可让人棘手的是此人有不在场证明——相机里那些照片，仔细推敲后柯南发现了其中的破绽。
某天一个自称是新一女朋友的量子前往毛利侦探事务所，此举引起了小兰极大的反感。其实量子被拜托看护著名足球运动员赤木英雄的弟弟赤木守，而小守竟遭绑架！迫于绑匪的压力量子不敢惊动警察才出此下策。在小兰拜访量子的时候柯南发觉了量子的难言之隐以新一的身份打来了询问电话。在柯南的推理帮助下终于找到被绑架的小守而英雄也在得知弟弟被找到后完美的赢得了比赛。
柯南、小兰、小五郎到访的伊豆小岛——月影岛。 在进行前村长龟山的法事的公民馆，钢琴奏鸣曲《月光》响起，黑岩村长被发现已经身亡。现场是广播室，距离死亡只过了几分钟。遗体坐的椅子下面的是用血写的乐谱。 小五郎等人在寻找犯人的时候，柯南从乐谱上读取了犯人留下的信息：“明白吗 下次轮到你了 业火的怨恨 在此昭雪”。听到这一消息的相关人员想起了12年前在家中纵火弹奏钢琴奏鸣曲《月光》而死亡的钢琴家麻生圭二，不禁因恐惧而颤抖。得知麻生圭二有最后留下的乐谱后，柯南和村里的警官一起去寻找保管乐谱的仓库的钥匙。但是，因为花费了太多时间，嫌疑人们回家了。 慌慌张张回到公民馆的柯南，从有钢琴的房间里听到了响动。柯南冲进房间里，看到了可疑的人在挪动钢琴。柯南射向那个人影，却被倒在那里的人物绊倒了……
柯南、小兰、小五郎到访的伊豆小岛——月影岛。 在进行前村长龟山的法事的公民馆，钢琴奏鸣曲《月光》响起，黑岩村长被发现已经身亡。现场是广播室，距离死亡只过了几分钟。遗体坐的椅子下面的是用血写的乐谱。 小五郎等人在寻找犯人的时候，柯南从乐谱上读取了犯人留下的信息：“明白吗 下次轮到你了 业火的怨恨 在此昭雪”。听到这一消息的相关人员想起了12年前在家中纵火弹奏钢琴奏鸣曲《月光》而死亡的钢琴家麻生圭二，不禁因恐惧而颤抖。得知麻生圭二有最后留下的乐谱后，柯南和村里的警官一起去寻找保管乐谱的仓库的钥匙。但是，因为花费了太多时间，嫌疑人们回家了。 慌慌张张回到公民馆的柯南，从有钢琴的房间里听到了响动。柯南冲进房间里，看到了可疑的人在挪动钢琴。柯南射向那个人影，却被倒在那里的人物绊倒了……
柯南和步美他们一起玩捉迷藏的游戏，步美躲在一辆车的后车厢中，没想到竟然睡着。元太一直都找不到步美，最后柯南终于用无线电和她联络上了步美，但步美却在车的后备箱中发现了一个人头！刚好此时有件连续绑架少女杀人事件，柯南怀疑那辆车的两个男人就是那个事件的歹徒。为了救出步美柯南通过步美的描述利用滑板开始追踪步美。最终柯南成功追上了步美但所谓的连续杀人犯却是误会一场。
【魔改主线剧情】阿笠博士送给柯南一幅追踪犯人眼镜，柯南本想把发信器粘在小兰身上，却阴错阳差的粘在了来侦探事务所找爸爸的雅美手表上，根据女孩提供的信息柯南在赛马场找到了女孩的爸爸健三，事情本应就此结束，可第二天传来的却是健三的死讯，担心雅美有危险，柯南利用追踪器找到了一个高大的男人并非雅美，从柯南另一个参与此事的侦探口中得知此事并非寻人那么简单，深入调查过程中，又出现了一桩命案。
动画原创，柯南和小伙伴们在河里抓鱼时，发现对面的楼顶有人在射击河上的气球，并看到狙击手像是被人胁迫了一样，待那些人离开之后，柯南和伙伴们在对面的楼顶找到了留有3135134162数字的计算器，之后柯南便对着这些数字苦思冥想，认为求救者留下的162就是指162国道，找到相应的路段后，警察布好埋伏，却不见犯人身影，焦急等待的柯南突然意识到了暗号的真正含义。
少年侦探团帮隔壁班浩树找猫的时候，无意中在一户人家的浴室里发现尸体，柯南赶紧叫来警察调查，开门的是一个脾气很差的大叔，柯南冲进浴室却发现尸体不见了，而这个大叔却表示什么都不知道，自己则回二楼去睡觉让警察随便找，这时，臭脾气大叔的弟弟回家并帮忙一起寻找，经过一天的搜查，警察无获而返，但是不甘心的侦探团在夜里继续调查，柯南一人潜入，却遇到了危险……
毛利小五郎受古董收藏家丸传次郎之托，调查他太太丸稻子是否有外遇。结果遇到传次郎有客人来拜访。但是两三个小时过去后仍然不见传次郎的踪影，在进入的房间后发现传次郎已经被杀害！而房间的墙壁上也不满了剑痕。经过调查后犯罪嫌疑人锁定在了在小五郎之前来拜访传次郎的客人中。最终通过勘察现场柯南发现了死者留下了死亡讯息并最终找出了犯人。
动画原创。少年侦探团到商场看假面超人秀。在回去的路上，元太为了拿回忘在商场里的假面超人签名被关在了已经打烊的店里。谁知外表看似寂静的百货公司实际上却一点也不安静。戴著面具的人偶挟持了警卫和工作人员！看似单纯的强盗事件幕後竟还有共犯。遇上了强盗集团的少年侦探团正陷入极度的危险之中！最终少年侦探团的孩子们成功的化解了百货公司的危机。
柯南和小兰受邀请一起去参加初中老师松本的婚礼，没想到婚礼还没有开始老师就被人蓄意下毒而生命垂危。松本老师有一个习惯，就是非常喜欢喝柠檬茶，因为那是她小时候的初恋情人最常拿给她喝的饮料。而犯人正是在柠檬茶里下毒来毒害松本的。在观看了录像之后柯南发现了犯人的目的，最后柯南让凶手现出原形，但是却也道出了一段令人心酸的往事。
动画原创。户屋英子是服装界的名设计师，但是她所设计的服装却抢先被其它的厂商发表上市。明明知道是她的秘书盗取商业机秘图利转售却又无可奈何。这天小兰被选为英子的模特和柯南，小五郎一起来到英子的公司。而就在这时突然发现英子的秘书美香被刺身亡。在勘察现场之后柯南最终发现了英子杀人的手法，而在铁证面前，户屋英子也承认了自己的罪行。
