東京へ向かう新幹線に乗っていた平次と和葉。それに付いてきた紅葉と伊織だったが、一人になった伊織が車内で発生した殺害事件に巻き込まれてしまう。紅葉を人質に取られ、犯人の指示通りに動いていた伊織。しかし平次は、伊織の異変に気付いていた。連絡を受けたコナンも動き出す中、三人は犯人の目を欺いて事件を解決することができるのか? 紅葉と公安警察官だった伊織の出会い。そして、それを知る犯人の正体は?