コナンvs黒ずくめの組織vs FBI vs公安の超総力戦！
物語のカギを握るのは記憶を失った謎の女性…

コナン、黒ずくめの組織、公安の安室透、FBIの赤井秀一。黒ずくめの組織を巡る超総力戦が繰り広げられる、劇場版コナンの20作目を放送！安室と赤井がそれぞれ追っていた謎の女性が激しいカーチェイスの末、海に落ちる。そんな中、水族館に行ったコナンと少年探偵団が記憶を失った女性に遭遇する。少年探偵団とその女性は心を通わせていくが、彼女の正体は、ある秘密が隠されていた…！天海祐希が謎の女性の声を熱演。シリーズ屈指の人気キャラクターの安室VS赤井、そして黒ずくめの組織の謎に迫るサスペンスを存分に楽しもう！

警視庁警備局に謎の女性（天海祐希）が侵入し、機密情報を盗み出した。盗まれたのは、“黒ずくめの組織”に潜入しているスパイのリスト「NOC（ノック）」。FBI捜査官の赤井（池田秀一）、公安の安室（古谷徹）らが追跡するが、女は車で逃走。彼女はNOCのメンバーの一部を組織にメールした直後、車を赤井に狙撃され海へと落下…。海から這い上がった女は色鮮やかにライトアップされた水族館の景色を見て意識を失う。

翌日、水族館に遊びに来たコナン（高山みなみ）と灰原（林原めぐみ）は、ベンチに腰を下ろしている傷だらけの女性を発見する。彼女は、自分が警備局に侵入したことはもちろん、すべての記憶を喪失していた。コナンは少年探偵団の面々と共に、彼女の記憶を取り戻す手伝いをすることに…。しかし、探偵団の３人は聞き込みなどもそっちのけで女性と共に遊園地のゲームに夢中。そんな中、動く歩道から身を乗り出した元太（高木渉）が誤って高所から転落！その瞬間、女は驚異的な身体能力を発揮して元太を救い出す。それを目撃した灰原は、女が組織の№２・ラムではないかという疑念をコナンに打ち明けるが…。