知名舞台剧女演员牧树里收到怪盗基德的预告函，其拥有的珠宝“命运的宝石”——蓝宝石戒指被锁定为目标，而预告函竟是送给工藤新一。毛利侦探事务所接到牧树里的委托，毛利小五郎接下保护宝石的工作。他推断基德会在演出最后一天盗取宝石。 演出最后一天，毛利小五郎、小兰和柯南受邀到剧场观看舞台剧。剧场里人群复杂，大家都在紧张埋伏，没想到基德竟假扮成工藤新一现身。柯南既要保护宝石，又不能拆穿基德，因为拆穿就会暴露自己身体缩小的秘密，所以他只能紧紧盯着假工藤新一。 舞台剧落幕前，假工藤新一消失，柯南追上去，却在混乱中让基德逃脱了。好在“命运的宝石”得以保全，牧树里为表感谢，邀请毛利侦探一行前往北海道函馆的别墅度假，同行的还有其他一同演出的演员。 众人搭乘飞机前往函馆时，一场精心设计的杀人剧在机舱里上演。柯南既要防止基德再次混入人群，又要解开飞机上的密室杀人事件，他该如何行动呢？