某個周六的下午，由美得知靜楊她們都離開回家，就開車過來與千鈞享受二人時光，好長時間沒有在一起親熱，千鈞抱住由美後二人就滾到床上，隨後就發生了男女之間最原始的交流，久曠的由美拼命索取著，千鈞摟住她激烈地給以回應，直至由美徹底癱軟在千鈞身上，連手指頭都無力移動。千鈞憐惜地撫模著她的嬌軀，輕輕吻著她的秀發，低聲說著情話。等由美徹底平靜下來，千鈞拿起床頭電話，撥打了一個號碼，發現沒有人接听。由美詢問，千鈞說自己下午打算去一個朋友家看刀去。二人又在床上膩了很久，一起看了一部千鈞收藏的大片《伴你高飛》。等影片結束，千鈞再次打電話過去依然無人接听，就決定親自過去一趟，讓由美在家好好休息，並準備二人的晚餐。
這天，毛利小五郎受古董收藏家丸傳次郎之托，調查他太太丸稻子是否有外遇，帶著柯南和小蘭到丸傳次郎家匯報調查結果。小蘭和柯南留在院子里觀看下午的風景，水車在緩緩旋轉，偶爾有鯉魚躍出水面，陽光夕照，映紅了整個院子。小蘭安詳地欣賞風景，柯南抱怨說沒有偵探會帶小孩子來做外遇調查報告吧。
小五郎明確告訴丸傳次郎，他的夫人丸稻子的確有了外遇。丸傳次郎得知自己戴了l帽子，大發雷霆。小五郎通過偷拍的照片指給丸傳次郎看，並且指出丸稻子與情人每周幽會至少三次，丸傳次郎的臉色鐵青，詢問照片上化妝的男人到底是誰。小五郎有些尷尬，解釋說還需要查證。這時候電話鈴聲響起來，丸傳次郎想起約了客人前來拜訪，讓小五郎等他一會兒，他去去就來，在咒罵妻子不貞的罵聲中離開。但是，兩三個小時過去了，仍然不見傳次郎的蹤影，反而是柯南和小蘭在院子里面听到了些奇怪的聲音。
小五郎干坐了2個多小時，忍無可忍，站起身來前去查看丸傳次郎到底搞什麼鬼。剛出房門踫到了這家的兩個女佣，紗織和久美，她們被主人臨時打發出去了，防止她們听到主人夫婦的丑事。此時，夫人丸稻子也趕了回來，詢問小五郎來做什麼的，小五郎一時焦急說出了自己是偵探。丸稻子臉色大變，讓兩個女佣去請老爺，低聲請小五郎務必隱瞞她有外遇的事情，小五郎苦笑自己已經說出去了。這時傳來紗織和久美的尖叫，大家趕過去，發現丸傳次郎被人用武士刀刺殺，死在房間內，屋內牆壁和櫃子上劃滿了刀痕。
隨後，目暮警官帶隊趕到現場，身邊跟著一位助手警官，目暮嘲笑小五郎開始把死亡帶到委托人家里，大叔很是尷尬。丸傳次郎是劍道3段的高手，小五郎推測殺死他的人也是個劍道高手才對。柯南說听到有客人前來拜訪的腳步聲，可惜沒有見到面貌。正在說話之際，女佣說有個年輕的怪人前來拜訪。目暮警官大喜，急忙讓人請過來，「啊，千鈞，怎麼是你，你怎麼會到這里來？」
千鈞也是莫名其妙，「目暮警官，毛利大叔，你們都在啊，這家的主人丸傳次郎約我下午前來的，他找人傳話說他手中有一把價值連城的寶刀，想高價賣給我。我打了兩次電話都沒人接，就只好過來瞧瞧。」柯南奇怪，「千鈞哥哥，你們怎麼認識的？」千鈞好笑，「還能怎麼認識啊，在神怡道場認識的啊。丸傳次郎的劍道修行馬馬虎虎吧。對了，出什麼事情了？」目暮警官只好告訴他實情，千鈞徹底無語，兩大死神到來，丸傳次郎只有斃命的份了。
千鈞苦笑，「真是的，我還想見見他說的寶刀是什麼樣子呢。」小五郎冷笑，「千鈞，你好像也是個劍道高手，殺死丸傳次郎應該沒有問題吧。你之前有沒有偷偷來過？」千鈞一愣，「那當然，我可是新莊御劍流的正宗傳人，搞定這家伙跟吃飯一樣。不過我是剛剛自己開車過來的，以前也沒來過他家。喂喂，不是吧，大叔，你懷疑我啊？」柯南頭上汗，誰讓你非要今天過來。
這時候，助手警官發現了丸傳次郎的記事本，記載了今天要來拜訪的人，分別是毛利小五郎、波多野幾也、諏訪雄二、阿久津誠、千水千鈞。這時候家庭醫生波多野幾也也來了，丸稻子介紹了他的身份，他馬上被目暮警官叫過去詢問。接下來雕刻大師阿久津誠來到，諏訪雄二也隨後趕來，柯南拉住諏訪雄二的手觀察，問他是否懂得劍道。
千鈞看見諏訪雄二，笑著打了招呼，「諏訪先生也是位劍道高手啊，不過他現在自己開了家道場，丸傳次郎去他那的次數比較多哦。」目暮警官詢問諏訪雄二的來意，諏訪雄二說自己是來還錢的，立即被大叔懷疑還錢是假，賴賬殺人是真。大家這才知道丸先生已經掛掉了，死亡的時間大約是在下午3點到5點鐘，大家全都否認自己是凶手。
為了找出不在場證明，千鈞只好打手機給由美，「由美，在做晚飯了哦，是這樣，我拜訪的那個朋友下午被人用刀殺掉了，目暮警官就在這里，你得給我做證啊。」由美好笑，多少有些臉紅，「不是吧，這麼巧。好吧，你把手機給目暮警官。」目暮警官接過電話，心里暗自月復誹這二人算什麼關系啊。隨後目暮警官得到了由美肯定答復，死亡推斷時間之內二人一直膩在一起，沒有分開過。小五郎得到這個消息後，忽然大叫明白誰是凶手了，剩下的這些人中有足夠能力殺死同樣是劍道高手丸傳次郎的人，就只有諏訪雄二。
千鈞也極為認同這一點，不過隨後他發現死者握刀的手的姿勢不對，方向剛好相反。柯南也認為就算搏斗再激烈，也不會把劃痕打到天花板上去吧，目暮警官得出結論是有人故意做出打斗的假象想要嫁禍給諏訪雄二。千鈞暗道根據福爾摩斯大人的定律能夠殺死死者的依然只有諏訪雄二，不過他也不明白為什麼房間到處都是劃痕。
隨後目暮警官開始詢問三人的不在場證明，諏訪雄二說自己在這段時間在諏訪劍道館靜坐，沒有離開，也沒有人可以證明。阿久津誠同樣借了丸傳次郎9萬日元，今天還款期限到了，他是來請求寬限幾天的，同樣他也沒有不在場證明。
目暮警官突然回頭，詢問小五郎的情況，小五郎惱怒，「警部，你居然懷疑到我頭上啊，我只是受死者生前委托調查他的夫人偷情的。」結果引來大家和女佣們得一片驚嘆，丸稻子尷尬萬分，小五郎也自悔失言，這種事情應該要保密的。目暮警官冷著臉咳嗽一聲，開始詢問就職在米花醫院的波多野幾也，他聲稱今天是來給丸傳次郎做身體檢查的，卻回答不出來案發時間自己在哪里。
柯南到處聞別人身上味道，不小心聞到小蘭身下，小蘭臉紅說他不禮貌。柯南也臉紅，呵呵笑著表示不好意思，不過他確定了夫人的外遇對象。波多野幾也隨口胡說自己在銀座看電影，柯南問他看什麼電影，他一時回答不出來，柯南急忙問，「是不是《夏日的快樂老人》啊，听說在銀座放映很好看的。」波多野幾也上了他的奸當，就順口說是，結果被小蘭揭穿謊言，《夏日的快樂老人》是上周放映的。目暮警官見他說謊，大怒讓他跟自己會警局走一趟，丸稻子大急，咬牙說出二人下午在米花豪華酒店開房，一直在一起鬼混。
大家全目瞪口呆，丸稻子見丈夫已死，豁出去了，說出了波多野幾也就是她的情夫。小五郎立即懷疑是他們兩個串通謀殺親夫，目暮警官也認為他們彼此不能為對方作證。丸稻子指著千鈞，「給這個怪小子作證的不也是他的情人嗎？為什麼我們就不行？」千鈞大怒，「八嘎，給我作證的是一位品格高尚玉潔冰清的女警官，我們那是郎情妾意，而你們可是j夫y婦，怎麼能相提並論？」所有人都一臉黑線，柯南暗語其實也差不太多。目暮警官頭疼，其實嚴格說起來除了小五郎包括千鈞在內都沒有不在場證明，不過他私下還是信得過千鈞和由美的。
目暮警官詢問大家都約在幾點，小五郎是2點，千鈞是3點，阿久津誠是4點，波多野幾也是5點，諏訪雄二是6點。目暮警官奇怪為何大家都在5點多來的丸宅呢？隨後目暮警官調查了電話錄音，千鈞、波多野幾也、諏訪雄二的錄音都找到了，卻沒有阿久津誠的來電錄音。阿久津誠也百思不得其解，自己明明威脅說如果敢賣掉自己的雕刻品就把你殺掉，電話里面卻沒有，目暮警官用冷厲的眼光看著他，阿久津誠急忙說自己那時只是開玩笑罷了。隨後找到了龍形雕刻，阿久津誠說是自己的師父留給自己的遺物，還好沒有損壞。
小五郎立即認定阿久津誠就是凶手，是他殺害丸傳次郎嫁禍給諏訪雄二，所以只有這個龍形雕刻沒有損壞。大家再次听完留言後，依然認定阿久津誠就是最大的嫌疑。柯南低聲告訴千鈞自己覺得某個人的留言是有問題的，千鈞到沒覺得留言有問題，笑著說︰「柯南，我也發現了一個線索，櫃子上的刀痕有些是雜亂無章不連貫的，這絕對有問題的。而牆上和天花板上都沒有問題，但絕對是精通劍道的人劃上去的。」這時丸稻子也發現在對應櫃子的抽屜里找不到保險箱鑰匙。
柯南讓千鈞用手機將櫃子整個拍了下來，可是千鈞的手機不能夠直接洗出照片來。柯南立即忽悠了跟隨目暮警官前來的傻瓜警察甲乙，借了他們的照相機拍攝才取到照片。目暮警官大怒，「你們兩個混蛋，當值時搞什麼鬼啊，給我認真點。」警察甲乙不停哈依道歉。小五郎也給了柯南一記爆栗，「這個小鬼，又在這搗亂。」柯南捂著頭跑出來，開始了拼圖游戲，千鈞低身過來說︰「柯南，我還是認為，只有諏訪雄二能夠殺死丸傳次郎，可是沒有證據啊，你認為呢？」
柯南完成拼圖後，臉上露出笑意。目暮警官認定了阿久津誠就是凶手，打算將其抓回警局。這時候沉睡的小五郎出現了，「目暮警官，請等一下。我已經知道了那個運用巧妙詭計欺騙我們的凶手是誰了。」大家都好奇詢問，小五郎的手不自然抬起來，「凶手就是劍道教練諏訪雄二！」目暮警官大驚，「有沒有搞錯啊，毛利老弟？他可是有留言的啊。」小蘭也急忙說︰「爸爸，剛才千鈞也說過了死者握刀的手勢不對，諏訪先生不可能犯這樣的錯誤啊。」
小五郎冷笑，「這都是他是事先準備好的圈套，為了要讓自己被懷疑，諏訪雄二在房間里劃下了刀痕，並且讓丸傳次郎拿著刀。但是，握刀的方向卻剛好相反，這是事先為自己準備好的退路。因為這樣的話看起來就像某人想要把罪行嫁禍給諏訪先生一樣，由此就可以讓自己從嫌犯中排除。諏訪先生在行凶時剛好听到了阿久津誠的留言，為了讓阿久津誠有嫌疑就故意不讓龍的雕刻有刀痕，還特意消除了他的留言。是這樣嗎？諏訪先生。」
諏訪雄二咬著牙死不承認，「毛利偵探，既然如此，大家都有留言和殺人動機，你為什麼只懷疑我是凶手而不是別人呢？」毛利偵探坦然說︰「有兩點，你跟別人都不同。第一，就是你的留言，你在自己的留言里面已經不打自招承認自己是凶手了。只有你的預約是在6點吧。你的留言里面，明知道主人不在，還要早點過來，天底下哪有這樣的道理呢。正常的話應該要晚點到才對吧，千鈞和波多野幾也都是比預約時間晚了一會兒才過來的，只有你卻提前到了。第二，就是千鈞所說的，凶手是個劍道高手，牆上和天花板的劃痕看似簡單，卻不是隨便某個人都能劃出來的，必定是一個精通劍道的人完成的。還有能夠殺死同是劍道高手丸傳次郎的只有你和千鈞才能辦到，而千鈞有明確的不在場證明，他跟丸傳次郎先生沒有任何過節，也沒有殺人動機。所以，最後的凶手只能是你。」所有人都恍然大悟，原來留言和劃痕的破綻在這里啊。
諏訪雄二冷笑，「毛利先生，你真是徒有虛名，竟然憑著這兩點就懷疑我。我閑著沒事，不能早點過來見丸先生嗎？至于說劍道高手，日本的劍道高手多了，新莊大師的神怡道場中比比皆是，也有可能是他們當中某個人沒有預約突然前來拜訪後行凶的，怎麼能認定是我呢？」
目暮警官惱怒萬分，都到這份上了還死挺呢，但是諏訪的辯解勉強說得過去，「喂，毛利老弟，怎麼辦？有沒有什麼過硬的證據？」諏訪繼續，「怎麼樣，毛利大偵探？」毛利小五郎冷笑，「我不是懷疑你，我是肯定你就是凶手。屋內和天花板上刀痕都是假象，是你為了掩飾真正要隱藏的東西。」目暮警官一頭霧水，「喂喂，毛利老弟，他要隱藏什麼啊？」毛利偵探發出笑聲，「櫃子上的劃痕啊。千鈞，麻煩你按照我說的將櫃子上的抽屜按照次序進行對調。」等千鈞一陣忙乎，目暮警官驚奇發現櫃子的劃痕連起來是個「訪」字。
「如果我的推理沒有錯的話，這是趁著你消除阿久津誠的留言時，丸傳次郎在臨終前用最後一口氣留給我們的線索，所以你在沒有辦法的情況下只好調換櫃子的抽屜，再把房間弄上亂七八糟的刀痕以此來掩蓋真正的證據。」這下所有人都明白了，阿久津誠惱怒，「諏訪，我們素無冤仇，你竟然要嫁禍給我，太過分了。」目暮警官也納悶，「諏訪先生，你不是已經打算還錢了嗎？為什麼還要動手行凶？」
諏訪沉重地說︰「是因為我祖傳的名刀菊千代。」原來諏訪借錢時將寶刀抵押給了丸傳次郎，還錢時諏訪要求贖回寶刀，丸傳次郎囂張告訴諏訪雄二那把不值錢的刀被當做利息賣掉了。于是諏訪忍無可忍將其殺死，千鈞忽然明白了，「喂喂，原來丸傳次郎這家伙是要把這把菊千代賣給我啊，可我還沒買到呢。搜噶，我明白了，他這是騙你的，這家伙打算高價把刀賣給我，空手套白狼，還真夠缺德的。」
小五郎用沉重的語氣繼續，「這個悲劇，從頭到尾都是巧合造成的。我現在把整個過程簡單還原，2點鐘過後，我帶著小蘭和柯南來見丸傳次郎，報告夫人外遇的事情。在3點鐘過後，听到了千鈞的電話鈴聲，丸先生離開去等千鈞，而千鈞的留言非常簡單，‘稍後過來拜訪’。丸先生就在那里等著千鈞上門買刀，可是在快要4點鐘前卻等來了提前過來還錢的諏訪雄二，丸先生當然不願意將寶刀歸還，于是諏訪先生被騙，以為刀已經賣出去了。結果悲劇發生了，丸先生被諏訪先生所殺，這時剛巧阿久津誠的電話到了，威脅說不能把龍形雕刻賣掉。丸先生留下遺言證據，諏訪先生消去錄音，制造了刀痕房間後離去。快要5點的時候波多野幾也的電話和千鈞的第二次電話都到了。隨後丸稻子夫人先波多野先生一步回到家里，接下來的事情大家就都明白了。如果千鈞能夠在3點鐘後趕到，如果諏訪先生能夠不要那麼沖動，如果丸先生不要那麼貪婪，那麼一切都會是不一樣的結局吧。」說話間，丸稻子就在隔壁房間後面的壁櫥中找到了寶刀菊千代，拿出來遞給千鈞觀看。
諏訪雄二也淡淡地說︰「的確，我當時實在太憤怒失去了理智，就隨手抽出房間裝飾的那把刀從背後繞過將丸傳次郎殺死了。」說話間他突然拔出佩刀向毛利小五郎的頭上砍去，小蘭、柯南、目暮等都發出驚叫「危險」「啊」「小心」，「叮」的一聲，千鈞用菊千代擋住了諏訪的攻擊，兔起鷂落，千鈞隨後以氣御劍挑飛諏訪的兵刃，寶刀指向諏訪雄二的咽喉。
大家都松了口氣，目暮警官過來匆忙給諏訪戴上手銬，諏訪感慨萬千，「這就是新莊大師創下的以氣御劍的劍道嗎？果然名不虛傳啊，僅僅三招我就敗了。不過，我更佩服毛利偵探，居然有人在我的刀砍到頭頂時還毫無畏懼，雖然那一刀並沒有殺意。我終于知道了什麼是‘泰山崩于前而色不變、麋鹿興于左而目不瞬’，真不愧是名偵探毛利小五郎，我最大的錯誤就是低估了你。」諏訪向毛利偵探鞠躬後被助手警官帶走。
隨後毛利偵探清醒過來，小蘭忍不住說︰「爸爸你實在太厲害。」目暮警官也大為贊賞，「毛利老弟，我對你刮目相看了。」小五郎有些莫名奇妙，千鈞急忙提醒說︰「大叔，你太厲害，剛才不但完成名推理，而且凶手諏訪雄二的刀砍在你頭上時居然無動于衷，這種定力全日本也找不出第二個，不愧是名偵探毛利小五郎啊。」小五郎大駭，「你說他的刀砍在我頭頂上？哎呀，我要死了，救命啊，嗚哇啊啊啊……」所有人腦子上都是大大的問號，柯南好笑，叔叔只不過剛才真的睡著了才有這樣的定力，他比誰都怕死啊。
尾聲，丸稻子將寶刀菊千代還給了諏訪先生的家人，辦完丈夫丸傳次郎的喪事後就嫁給波多野幾也醫生。阿久津誠也贖回了師父留給自己的龍形雕刻，諏訪雄二因殺害丸傳次郎被法庭判處5年徒刑。毛利小五郎因破獲這起刀痕之謎謀殺案被警視廳給以b級獎勵。