小蘭、千鈞和柯南跑回弁慶旅館時，剛好一支響亮的煙花照亮夜空。小蘭急忙沖上2樓，她記得堀越由美的房間在201，到了門口，小蘭急忙敲門，無人回應，千鈞覺得有些不對勁，毛利和柯南都在這里莫不是出事了。好奇下，小蘭打算推開門向里觀看。這時中道和志從走廊過來，阻止了他們三個，說堀越由美最討厭別人在休息時候打擾她。千鈞有些疑惑，「中道先生，你怎麼滿頭大汗的樣子？」
中道模著光頭笑道，「打完球出了一身汗，感覺很難受，就去大浴室洗了個熱水澡，所以現在身上還沒干呢。」大家就一去向樓下走去，到旅館門口附近，沒想到看見綾城行雄夫妻兩個居然也還在，大家都互相埋怨起來。原來他們夫妻兩個剛剛去享受了香艷溫泉，臉上的歡愉還未褪去。中道笑著嘲笑他們，千鈞低聲對柯南說，「他們兩個可真會抓緊時間啊，不過，這段時間也足夠轟轟烈烈一次了。」柯南一頭汗。紀子有些不好意思，轉移話題對小蘭說，「好在你沒有叫醒由美，不然她肯定會發脾氣的了。不過，她可能也會惱火為什麼不叫醒她。」小蘭無語了，千鈞苦笑，這個堀越由美怎麼這麼難伺候啊，怪不得現在還沒嫁出去。
大家一起趕到煙花會場時，可真夠熱鬧的，小蘭急忙拉住柯南，叮囑他千萬別松手。一會兒，大家就找到了小五郎、大村、宮本由美她們，靜楊奇怪，「小蘭，怎麼只有你們三個，其他人呢？」這時千鈞也才發現，那幾個人都不知道被擠到哪里去了。大村淳自告奮勇前往尋找，毛利有些無語了。結果，就是只有小五郎陪同柯南、小蘭以及千鈞他們5個，在一起興致勃勃地觀看煙花大會。
小蘭看著千鈞他們5個偎依在一起，相處融洽，其樂融融，嘆了口氣，抱住柯南，回憶起新一與自己在一起的快樂時光。小五郎暗道，千鈞這個混小子還挺有福氣，要是英理那麼通融就好了，還是算了，她做的飯菜自己這輩子都不想在嘗到。小五郎隨後來了精神，開始四處尋找美女，遺憾的是他這次沒有找到自己喜歡的那種類型，讓他郁悶無比。
等到殘月西落，大家回到弁慶旅館，其他人也都陸續到了回來。小五郎惱怒，「我和大村很費勁才搶到好位置，結果你們都沒來，害我跟一幫女人學生看煙花，真是的。」中道和志、綾城行雄都笑著道歉。小五郎轉過頭，「大村，你搞什麼鬼，說去找人，結果就一去不回了。」大村不好意思，「人太多了，我找不出原來的地方了。」宮本由美好笑，「大村先生，你不會一直在找你心儀的人吧。」大村淳被說中心事，紅著臉否認，其他也人也都露出戲謔的笑容。
大家進到房間，中道安慰大叔，「毛利，你不要生氣了，來吧，我們喝酒吧，飯菜老板都準備好了。」小五郎立即來了精神，叫嚷著要好好喝一頓。柯南奇怪，「由美阿姨還沒睡醒嗎？」大家也都才注意到堀越由美依然沒有出現，紛紛吵吵著要去叫她，可誰也不動彈，千鈞苦笑都怕了這位麥當娜的臭脾氣了。中道和志笑著說，「既然這樣，那我們一去叫醒柔道社的女神吧。」見大家都沒有意見，千鈞也不好意思坐在這里干等，招呼四女跟著一起前去。
于是所有人都一起前往去樓上，綾城行雄敲門沒有反應，發現房門未鎖，就推門進去。千鈞明顯感覺里面生命波動已經很弱，而且還在逐漸減弱，暗道不好。屋里依然黑著，綾城行雄抱怨著將燈打開，結果看到了驚人的畫面。身穿浴袍的堀越由美斜靠在牆壁上，頭上都是血，幾個女孩發出尖叫，木元紀子驚叫就要沖進去，中道和志大喊，「不要踫，除了我和毛利誰都不可以進入這個房間，你們趕快去報警。」
毛利偵探急忙上前檢查，搖了搖頭，來不及了，太陽穴中槍，槍在堀越由美的右手，而這把槍正是前些天丟失的那把史密斯威森m439。小五郎站起身來，說出自己的推理，堀越由美早就有些想不開，所以在那天趁自己將劫匪交給警察時，偷偷拿走了劫匪掉在地上的手槍，沒想到她會在這里自殺身亡。中道和志過來說，「毛利，先不要急著下結論，等警察來了再說吧。」小五郎點頭。
打電話報警的宮本由美過來說，「警察說要2個小時後才能到，節日聚會較多，路上實在太堵了，真是的，這里的交通狀況真是夠嗆啊！」毛利也惱怒，「混蛋，這幫警察真是無用。」中道和志與毛利二人商量一下，決定馬上給堀越由美驗尸，二人也是一陣唏噓，沒想到今天會用專業知識來幫多年的好友驗尸。小五郎取下堀越由美的浴袍，驚奇發現里面身無寸縷，連內衣都沒有穿一件。千鈞在門口暗道真是艷尸啊，柯南在小蘭懷里也睜大眼楮仔細觀看。小五郎推斷堀越由美死了一段時間了。
這時，柯南掙開小蘭，跑了進來，表示奇怪，他記得當時溫泉洗浴時堀越由美用的是件縴細的浴袍，這件卻太大了。柯南又指著堀越由美的手指，「扣動扳機的手指不在鎖環內卻在外面，不是太奇怪了嗎？還有頭上的傷……」「砰」地一拳，柯南的頭上出現大包，小五郎惱怒，「怎麼你每次都在這里搗亂，小蘭，給我看好他，我說過不準進來破壞現場。」說完將柯南提起來扔給小蘭，小蘭將其抱住懷里低聲安撫。
中道和志檢查完尸體後確認堀越由美已經死了7個小時了。千鈞皺眉道，如果死了這麼長時間，她的生命波動現在應該趨于停止了，看來用生命磁場的波動判斷生命死亡還真是不太靠譜啊。他嘴上卻說，「那應該是咱們開始打乒乓球後不久的時候。」大家都想起來，堀越由美說過生存沒有意義的話，都認為她應該是在那時回去後就自殺身亡了。柯南卻不那麼認為，「啊咧咧，叔叔，由美阿姨是怎麼開槍的啊？是自己向自己射擊的嗎？」小五郎有些不屑，「亂講什麼啊，就是這樣用槍對準自己的頭，不對，等一下……」
小五郎猛然醒悟，急忙過來仔細查看尸體的太陽穴中槍之處，「喂，中道，不對勁啊，如果是自殺的話，通常用槍貼著自己的頭，可由美的尸體上怎麼沒有燒傷的痕跡。」宮本由美在門口抱怨，「為什麼非要說由美的尸體，真是晦氣死了，真是的，偏偏跟我用一個名字。」千鈞輕輕打她一下性感臀部，「好了，你不要抱怨了，人家現在都死了，你就不要計較了。」中道也反應過來，「這麼看來的話，難道是有人開槍射殺的？」小五郎點頭，「是故意布局成自殺的謀殺事件，而且凶手肯定是這旅館里面的人。」
大家都大為吃驚，紛紛議論起來。中道和志分析到，「死亡時間是在下午3點鐘，是我們打球的時候，那時離開大家視線單獨行動的只有大村你一個人吧，其他人去廁所都在那之後，而且都是結伴去的。」大村頭上冒汗，千鈞搖頭道，「不對，不可能是大村先生，他離開的時間沒有超過5分鐘。這個時間太短了，只是上下樓來回的時間，最快也要3分鐘，那麼留給他動手的時間只有1分鐘左右，還要將死者布置成這個樣子，根本來不及。最奇怪的是我們在那段時間都沒有听到槍聲。」小五郎和中道都點頭同意，中道懷疑是外來人作案，親自查看了房間的布置，也沒發現什麼異常。
旅館主人把所有工作人員都召集過來，經過詢問才知道，由于3點鐘是旅館休息時間，幾乎所有的人都出去，個別的幾位女性工作人員也都有明確的不在場證明。旅館老太太好笑地說六點鐘時有怪男子、美少女還有個孩子很奇怪地跑回來，大家都無語了，小蘭惱怒那是我們回來叫由美阿姨起床的。中道也點頭表示看到了，還阻止了他們。小五郎也疑惑詢問，中道說自己去浴室洗澡，綾城行雄也說他們夫妻那時在露天溫泉，大家都好笑，這對夫妻還真是恩愛。
柯南發現大村淳臉色不對，經柯南提醒，小五郎也發現了，抓住他的衣領進行逼問，大村猶豫了一下說自己在5點鐘與毛利一起上廁所時無意中回頭看見堀越由美。小五郎惱怒，「喂喂，你是不是看錯了？」大村淳大喊，「不會錯的，絕對是由美，你知道我一直很喜歡她，那時她站在2樓用很凶的樣子看著兵乓球室。」「怎麼可能？」「那時候由美應該已經死了啊！」宮本由美惱怒，「不要亂說，可惡，我還活著呢。」
靜楊她們好笑，拉住她讓她不要生氣。大村淳也哆嗦說，「所以那時我看到的堀越由美可能是……」綾城行雄大吼，「不要亂講，這個世界上怎麼可能有鬼魂呢？」靜楊她們三個女孩子嚇得夠嗆，一起靠近宮本由美，由美也咬牙抓緊千鈞的手臂。小蘭尤甚，渾身發抖使勁地摟住柯南，柯南暗叫我快喘不過氣來了。中道也皺眉，「大村，可能是你當時太累了，所以有些恍惚吧。」大村擦汗，有些疑惑，也點了點頭。
這時旅館主人才明白出了人命了，也大為著急，其他工作人員也亂哄哄地議論起來。小五郎沒好氣地起身前往廁所。柯南對某個人言辭有所懷疑，從小蘭懷里跳出來跟千鈞商量。千鈞也認同柯南的分析，「肯定是熟悉的人干的，不會是外來人。外來人不會故意布局成自殺假象，看堀越由美死時的樣子，應該也沒有被x侵犯過，卻偏偏穿成那個樣子。我猜凶手一定是中道和志、綾城行雄、大村淳，三人中的一個，因為只有他們三個才會讓堀越由美敞懷相待，其中嫌疑最大的是中道，因為大叔提過他們兩個以前拍拖，而那兩位只是暗戀。」柯南一頭黑線，這個推理還真有些靠譜，但是從細節上還有疑點講不通，不過也更印證了自己對那人的懷疑。走在外面的小五郎也同樣覺察到了是自己人做的，凶手就在幾個同學中，他發誓一定要揪出這個凶手。
柯南也在苦苦思索凶手到底是怎樣做到不在場殺人的，猛然抬頭看見了旅館的弁慶塑像。千鈞見他發呆，就笑著說，「弁慶死的時候中了那麼多箭還不倒地，這個傳說也太夸張了。」柯南眼楮一亮，屹立不倒的弁慶，原來如此。他終于明白了凶手是怎麼完成行凶的。千鈞見柯南明白了真相，急忙詢問，柯南笑著準備去麻醉毛利叔叔，千鈞急忙阻止他，「這次讓毛利叔叔自己來吧，因為這是叔叔自己的戰爭。」柯南也听見小五郎在自言自語，「凶手一定在他們4個人中，可為什麼大家都有不在場證明呢？」
柯南裝可愛，上前與小蘭說話，提到照片上的堀越由美，使用兵乓球球拍時用正手握住球拍的。小蘭奇怪柯南為什麼說這些，柯南見叔叔還沒有明白過來，就隨口說運動過後全身出汗要換衣衫的。小五郎疑惑，難道堀越由美與犯人打完兵乓球後被殺死的，講不通啊。柯南假裝天真，「啊咧咧，由美姐姐，弁慶是怎麼死的？」宮本由美有些奇怪，「喔，听說弁慶是站著死的。」靜楊道，「不錯，弁慶為了保護主人寡不敵眾力戰而死。」直子也答話，「據說渾身都插滿了箭枝。」小雅撫模柯南的頭，「小孩子不需要知道這麼血腥的事情，你只要知道弁慶是個武藝高強的英雄就可以了。」
毛利小五郎終于想通了，「哈哈，我終于知道殺害堀越由美的凶手了。」中道和志一愣，「毛利，你知道什麼了？」「知道你就是殺害由美的凶手了。」所有人都發出震驚的聲音，中道辯解，「由美被殺的時候我也一直在兵乓球室，後來去廁所也是跟綾城行雄一起去的。」小五郎冷笑，「你的不在場證明的確毫無破綻，前提是堀越由美真的是在3點鐘被殺的才成立。」
千鈞驚叫，「喂喂，毛利叔叔，你們可都是經驗豐富的警察，難道把死亡時間推斷錯了？」毛利小五郎嘆氣解釋，發現堀越由美尸體的時候，的確連腳趾都僵硬了，所以他們都認為由美的死亡時間超過了7個小時。但是有例外，那就是在激烈的運動途中猝死。這種時候，人體肌肉中的蛋白質很容易快速凝固，所以死後僵硬情況也會比一般人快。小五郎轉過身盯著中道，「就好像武藏坊弁慶一樣，醫學上已經證明那不是傳說，他在那種情況下完全可能站著死亡。」
木元紀子詢問，「那由美又是做了什麼劇烈運動呢？我們一直沒有看到她出來啊。」小五郎厲聲對中道和志說，「是兵乓球，中道和志，是你把由美騙出來一起玩兵乓球，然後把她殺死了。大概你們本來說好到兵乓球室見面，你卻故意讓大家都去玩兵乓球。不用說，堀越由美一定很生氣。過了6點後，大家都離開準備去看煙花，由美才下來到兵乓球室找你。你就趁機哄騙她陪你打球，運動一會兒後你就利用由美愛發脾氣的性格故意氣她，由美拿著球拍氣沖沖回到房間，然後你到那里將她射殺！由美不能彎曲的手指，就是她正手拿著球拍的證據。還有她渾身赤l，只有在她見最親密人的時候才會沒有防備。」大村淳明白過來，「那我5點鐘時見到由美……」「沒錯，那時她的確還活著，她看著兵乓球室是在等那里只剩下中道和志！」
綾城行雄難過地詢問，「那堀越由美是什麼時候死的？」小五郎也有些悲傷，「由美是在煙花開始燃放的六點半左右被殺的，在煙花射到空中爆炸時她被開槍射殺，煙花爆炸聲剛好掩蓋住了槍聲。」小蘭難過說，「那我們過去的時候……」「沒錯，在由美死後，中道和志忙著抹去尸體的汗，正要把由美的衣衫換了，但正當他忙于制造自殺現場時，你們三個回來叫由美同行，中道匆忙之下跳窗戶到外面，假裝從外面浴室回來，阻止了你們進去。隨後，中道為了不引起你們懷疑，不得不跟你們一起去煙花會場。再沒有時間回到死亡現場，因為如果半路回來的話，旅館的主人也會疑惑。所以我們看到堀越由美時，她身上雖然沒有了汗跡，但依然沒有穿上衣服，只披著件不相稱的浴袍。」
中道和志見罪行被徹底揭穿，索性死撐到底，「哼，這都是你的推理，你有證據嗎？」小五郎大怒，「能想出這個辦法的，只有當過警察的我，還有現役警官的你。」中道獰笑，「那你也有可能啊，為什麼一定是我呢？」千鈞惱怒，「因為那段時間，毛利叔叔一直跟大村淳先生在一起，你卻離開不知所蹤，我們見到你時，你還滿頭大汗。」中道和志哈哈大笑，「那最多說明我的不在場證明不成立罷了，也不一定我就是凶手啊。」
柯南突然說，「叔叔，這個名警探不是凶手啦，你想想看，他一看到流血的堀越阿姨就知道她已經死了。」毛利偵探也立即明白了，「沒錯，你當時直接阻止了大家進去，還讓人直接報警，連救護車都沒有叫，因為那時你已經知道堀越由美已經死去了。」千鈞也說，「還有那把槍，你是千葉縣警官。只要查查你那天是否也到了東京見堀越由美，就知道真相了。」中道和志滿頭大汗，再也無言狡辯。
大村淳悲憤地大叫，「混蛋，你為什麼要殺由美，你還由美命來……」隨後沖上去揪住中道撕扯，中道施展柔道將大村直接甩了出去，「我也不想殺她，其實我們在一起同居都已經18年了，直到半年前為止。」綾城行雄惱怒喝問，「你這個禽獸，你為什麼不跟她結婚，我明白了，你想跟上司的女兒結婚，怕由美阻礙你的婚事，你就殺死她……」
中道又干淨利索地擊倒綾城行雄，「你什麼都不知道，這18年來我幾乎每年都有幾次求婚，但由美的回答一直是no，最後我決定與自己喜歡的人結婚時，她竟然說我不會讓你們那麼幸福的。她不停的恐嚇和騷擾我的未婚妻，還揚言要公布我們昔日在一起的那種x照片，甚至要把自拍的錄像都放到網上。所以，上次在東京見面，我就說在同學聚會上，打算花錢把那些照片和錄像都買回來。她來了之後，我把時間推到6點，你們走了之後，我們親熱了一番。隨後在我們打兵乓球時，我故意說照片和錄像我已經取走了，她就匆匆忙忙跑回房間查看……」
小五郎冷笑，「你就跟上去，近距離將她射殺，因為是你進來，所有堀越由美連內衣都沒有換上。」「沒錯，是由美不好，她是破壞我一生的魔鬼。」小五郎大怒，「混蛋，到底誰才是魔鬼，你還不明白嗎？」中道和志沖上來扭住毛利小五郎，出乎意料，小五郎反手扭住中道，將其狠狠地摔倒在地，「不管什麼理由，你應該知道，殺死自己昔日愛人的人才是真正的魔鬼。」中道倒在地上發出嘆息，「你還是那麼厲害，我又敗給你了。」小五郎走過來，「不，是你變弱了，身心都是……」
千鈞走上前，「都到這份上，還tmd嘴硬。你們同居18年，那跟結婚在一起有什麼區別，只差一張證明而已。分明是你見堀越由美年紀大了，就移情別戀想要攀上高枝，還找這麼多借口，真是不要臉啊。堀越由美如果不是真心喜歡你，她干嘛做出這麼多事情來，還願意穿成那個樣子與你相見，甚至在打球前也曲意逢迎跟你歡好。我想她這次前來應該不是真的想要你的錢，而是打算找機會跟你合好吧，甚至有可能同意正式結婚。」中道和志歇斯底里大喊，「不可能的，不可能的。」
小五郎也嘆氣，「我想是真的，如果她真的想跟你徹底分開，她大可以接受大村的愛意，這些年來大村一直在默默地等著，也一直希望由美能夠幸福。」大村淳爬起來，放聲大哭。中道和志咬牙切齒不願意相信，「那我也不會原諒她，我要跟我未婚妻結婚……」中道想要努力掙扎爬起來。千鈞見他無藥可救，直接一腳將其踹暈，微笑，「我最喜歡痛打落水狗了，尤其是這種薄幸之人。」大家頭上都是黑線，柯南抱怨，「喂，千鈞，你沒有必要這麼狠吧。」千鈞冷笑，「你沒有看到電影里面，總是有人喜歡在對手倒地後喋喋不休地說教，然後被對手爬起來徹底翻盤嗎？我們要吸取這個教訓，對落水狗絕不可手軟。」大家徹底無語了。
隨後趕到的警察將中道和志帶走，並再三向小五郎道謝。那把槍也是中道來東京見堀越由美時，恰好踫到小五郎擒住劫匪，他就順手取走手槍，計劃用來行凶。這時千鈞他們才知道，毛利小五郎竟然是當年柔道社里最厲害的隊員，號稱無敵。但是他一到比賽就會緊張，這才從來沒有贏過一場正式比賽。後來，中道和志因盜走手槍殺害戀人堀越由美罪名成立，被法庭判處7年徒刑，他跟上司女兒的婚事自然也取消了。毛利小五郎因破獲這起溫泉同學會謀殺案，當地警視廳給以b級獎勵。
三天後，偵探事務所的小五郎依然打不起精神，小蘭和柯南都盼望他快點忘記這些不愉快，盡快恢復正常。無精打采的毛利偵探突然看見了被風吹得裙子飛起來的走光女郎，走光女郎驚叫著捂住，小五郎立刻精神煥發這次是粉紅色，小蘭頭上黑線，柯南好笑，看來根本不用擔心了。