某天，毛利侦探事务所接到了知名舞台剧女演员牧树里的委托。委托内容是牧树里收到怪盗基德预告信，信中指出怪盗基德将在舞台上夺取牧树里佩带的蓝宝石戒指“命运的宝石”。于是毛利小五郎接受保护宝石的工作，依据毛利小五郎的推理，基德将在演出的最后一天前来盗取这颗无价的宝石。在演出的最后一天，毛利小五郎、小兰和柯南受邀观赏舞台剧，在剧场里错综复杂的人群中，基德到底会假扮成谁出现在大家面前，在紧张的埋伏等候中，出现在大家面前的竟然是工藤新一，柯南一方面必须保护宝石，另一方面又不能拆穿基德假扮的工藤新一，因为拆穿基德就等于公开自己身体缩小的秘密。柯南只好盯紧假的工藤新一，一刻都不能松懈。就在舞台剧即将落幕之前，柯南发现假的工藤新一不见了，随即追上，但却在一片混乱之中让基德逃脱了。不过，“命运的宝石”终究是保护住了，牧树里为了表示感谢，邀请毛利侦探前往北海道函馆的别墅度假，同行的还有一同演出的其他演员。就在大家都搭上飞机前往函馆的机舱时，一幕精心设计的杀人剧就在大家面前上演了。柯南除了要防止基德再度混入人群中，又要解开发生在飞机上的密室杀人事件，到底柯南要怎么行动呢？