人魚伝説の伝えられる若狭湾の美国島で起きた三つの連続殺人事件。被害者の３人は平次とコナンに助けを求め、行方不明になっている沙織の幼なじみだ。県警は沙織の父・弁蔵を事件の犯人と決めつける。だが、コナンは神社に集まった島民たちに、“眠りの小五郎”のポーズを取らせた小五郎の声で意外な真相を語り始める。