阳光明媚的一天，柯南、小兰以及少年侦探团的伙伴们随同毛利小五郎来到大阪，参加在当地举行的“高中生皋月杯”百人一首和歌大赛。期间，他们还见到了彼此的好友服部平次和远山和叶。就在比赛进行中途，一封爆炸预告信送到电视台，警方迅速行动起来组织疏散。疏散一半时，爆炸突然发生，结果平次与和叶被困在建筑物中。而在一连串的混乱过后，一位皋月杯相关人员的尸体突然出现在众人面前。迷离的案情再度引起柯南的注意。

舞台：大阪&京都，正在录制“皐月杯”百人一首记者会的大阪地标·日卖电视台突然发生爆炸，千钧一发之际，急忙赶来的柯南救出了被困在崩塌大楼中的平次与和叶，而另一侧，"皐月杯"冠军在京都屋内遭人杀害，监控器里所显示出的是——红叶...原作中的重要角色，百人一首高中生冠军，自称“平次未婚妻”的大冈红叶，将首次在剧场版中登场，新一和小兰的关系也将发生变化....