小五郎、コナン、蘭は鹿児島県の屋久島を訪れる。縄文杉に遺体を遺棄された事件の調査のため、第一発見者であるガイド・北別府綾也の案内で縄文杉へ向かうことに。長い登山に苦戦する道中、屋久島に伝わる「山姫伝説」を耳にする。山姫は人の血を吸う恐ろしい妖怪らしい。その時、何者かに追われた人物が崖から転落するのを目撃。被害者は「山姫」と呟いたまま意識を失ってしまい……伝説模した事件の真相を求めて、行ってみっが!