米花美術館在舉辦世界抽象畫展，千鈞陪著妹妹曉月和千尋二人前去參觀。在里面踫見兩對熟人，分別是白鳥沙羅和晴月光三郎、鈴木綾子和富澤雄三。晴月和富澤都是畫家，跟曉月和千尋有共同的愛好，這幾人踫在一起自然有很多話題。令千鈞感到意外的是，毛利三人組也出現在畫展上，原來最近小五郎解決了一個找人的案子，客戶送了他幾張免費的入場券。
大家一起看了不少抽象派的作品，千鈞覺得一頭霧水，根本看不出來畫得是什麼。小五郎也搖頭，「根本看不懂啊！」小蘭也說看不懂，「但確實很漂亮啊！」白鳥沙羅、鈴木綾子也隨口附和著，千鈞苦笑，「估計這2位要不是未婚夫的關系，根本不會來。」柯南也有同感，「全都是些什麼嗎？抽象到哪里去了！」
忽然有一個渾身髒兮兮的男子跨過畫展前面的隔離區，叼著煙走到一件畫展前面觀看，還伸手去模畫框。晴月大叫，「喂，你是誰？不能這麼踫作品的！」富澤也生氣，「這人怎麼這樣啊，太沒禮貌了。」曉月和千尋也尖叫起來，保安甲乙听到二女叫聲，急忙過來，趕緊將男子拽了出去，「這位先生，你不能這樣！」「這里的作品是不能用手模的！」「八嘎，我們美術館是禁止吸煙的！」男子恍恍惚惚地說了聲對不起。很快，工作人員將其驅逐出美術館。小五郎搖頭，「怪人一個。」
過了幾日，少年偵探團去郊外打棒球，柯南大為不滿，「為什麼總是玩棒球，而不是足球呢？」元太擊出一記好球，大喊著讓柯南快去接。結果棒球擊中了在附近坡地畫畫的男子，畫筆和畫具都落了一地。柯南急忙跑過去道歉，發現這個男子正是那天被趕出米花美術館的人。柯南發現他畫的都是些奇怪的建築物，「你為什麼總畫同一所房子？」男子迷迷糊糊地說不知道。元太有些緊張，「這個人不是受傷了吧？」光彥就說，「我去叫救護車吧！」元太大驚，「不至于吧？」男子自言自語，「我是誰？我到底是誰？」突然，男子捂著頭大喊，「我叫什麼？我什麼都想不起來了！」
偵探團大驚失色，光彥叫道，「難道他失憶了？」文乃也著急了，「元太，剛才你那一球太用力了！」元太慌張，「會是我害得嗎？」柯南搖頭，「不是的，元太的棒球只打到了他的手臂。」男子捂著頭發狂，大呼好痛。步美弱弱地問，「你不要緊吧？」男子還是大喊頭好痛。柯南無奈，「必須要請我們偵探團的監護人出馬了。」
千鈞趕到後，有些頭大，「真是的，你們幾個打個棒球也能捅出這樣的簍子來！」無奈之下，千鈞開車將男子送到了附近的山田綜合醫院，成實曾經告訴過千鈞，這個醫院在頭部大腦相關的治療上是非常出名的。經過一系列檢查後，醫生肯定告訴千鈞和偵探團，這個男子真的失去記憶了，頭痛表示他的記憶開始慢慢恢復，這是正常的表現。
元太松了一口氣，「真是的，嚇死我了。」光彥道，「刺激一定很大。」千鈞問明白了，這個男子現在都不知道自己住在哪里，步美說，「這個叔叔好可憐。」醫生笑著說，「沒事的，我們已經通知了警方，應該很快就會知道的。」由于沒什麼事情了，男子也被留在病房修養。千鈞辦完手續後，就帶著偵探團離開醫院。走到門口，柯南才想起忘了把男子的寫生畫本還回去。
這時，醫生帶著幾個護士匆匆追了出來，千鈞上前詢問。醫生有些尷尬，「你們剛才帶來的那個病人突然不見了。」大家吃了一驚，千鈞皺眉，「這麼看來，他沒有從大門出去。」光彥也說，「我們都沒有看到。」柯南急忙問，「那他的衣服和包都帶走了嗎？」醫生點頭，「他把所有的東西都帶走了。」柯南立即明白，「難道他的記憶恢復了？」千鈞疑惑，「如果恢復記憶，為什麼會不見了？他會去哪里呢？」後來，也沒找到這個男子，大家也都沒往心里去，都覺得他可能恢復記憶，著急回家去了。
第二天上午，偵探團再次來到大橋附近打棒球。柯南繼續抱怨，「可惡，又是棒球！為什麼你們不踢足球呢？」這次，是光彥將球成功擊飛，元太飛跑著去接，在大橋下被絆倒在地。大家一起跑過去，「元太，你沒事吧？」柯南發現絆倒元太正是失蹤的那個失憶男子，他倒地不動。步美說，「是昨天那個叔叔。」光彥驚叫，「又被我們的球打中了嗎？」文乃說，「好像睡著了。」柯南上前仔細查看，「不對，他的脖子被繩子勒過，已經死了。」大家都害怕了，元太大驚，「那就是殺人事件了！」
千鈞接到柯南的呼叫後，馬上報警，然後驅車趕到。目暮警官、高木警官帶隊也來到大橋現場。很快，確認死者是被勒死的，死亡時間就在昨天傍晚，沒有發現其他的任何東西。毛利父女也聞訊趕到，小五郎大吼，「柯南，你在這兒干什麼？是不是又給我闖禍了？老是給目暮警官找麻煩！」目暮過來，勸阻了毛利，告知小五郎，少年偵探團是這起案件的第一發現人。千鈞也證實，昨天這個被害人也是一個人在這里的。
目暮推測，凶手就是注意到這點，趁著男子一個人的時候發動了攻擊，再搶走他的錢。毛利也認為是典型的強盜殺人案件。千鈞和柯南一起汗，果然是糊涂二人組啊！千鈞只好道，「拜托，毛利大叔，目暮警官，你們看他這一身打扮，破破爛爛髒兮兮的，像有錢人嗎？我昨天送他去醫院，就發現這家伙身上一分錢都沒有，所有的醫療費都是我墊付的。」柯南也提醒，「目暮警官，今天我們都沒有看見這個叔叔畫畫的工具啊！」文乃道，「沒有畫布。」光彥道，「也沒有畫架。」步美也說，「昨天的工具箱也不見了。」元太補充，「行李包也沒有了。」
目暮這才知道，「原來死者還有這麼多東西啊！」小五郎大笑，「這還不簡單，那些東西都被凶手偷走了啊！」千鈞搖頭反對，「怎麼可能呢？那些破舊的東西只會增加累贅，哪會有人偷這些東西啊！」小五郎不屑，「說不定這個流浪畫家手里有一幅價值連城的作品，這才引起了凶手的殺機！」千鈞無語了，真的服了毛利小五郎了。
千鈞只好和柯南商量，柯南道，「被害人鞋帶結是反打的，表示不是他自己完成的。而且鞋子里的銀杏葉非常奇怪。」千鈞佩服，「這你都注意到了！不錯，這附近的確沒有銀杏樹。」柯南從死者的位置推斷，凶手是將其殺死後，趁著晚上從大橋上丟下來的。千鈞不明白這個流浪畫家為何從醫院突然消失呢？柯南認定這不是什麼強盜事件。
然而，目暮警官又接受了毛利偵探的看法，「如果是偷東西，那凶手可能是熟人了。」柯南上前打算說出自己的看法，被毛利抓起來，「是我辦案那也就算了，我可不許你妨礙目暮警官辦案。」柯南還要辯解，當場被小五郎揍了。千鈞急忙拉住暴怒的毛利，小五郎讓柯南和偵探團去旁邊玩。千鈞只好提議，大家再一起去檢查一下尸體，目暮和毛利點頭。
柯南很是惱怒，偵探團提議馬上開始采取行動，又是少年偵探團出動的時候了。柯南苦笑，你們還真有自信啊！柯南現在唯一的線索就來自死者的畫本，上面的家的右前方有一座鐵塔，左後方有一座工廠。偵探團認為找到這個地方，就可以了。孩子們通過觀望台的瞭望鏡找到了那所宅院，那所宅院也剛巧有銀杏樹。
此處是早瀨宅，清潔員甲乙在大門口清理一輛新車，還提到整個家里都清理過了。柯南立即判斷，凶手這是想把所有的指紋擦掉。元太按動門鈴，里面走出來一位婦女，早瀨君江，37歲，長相一般，手里拿著抹布擦門，見到5個孩子吃了一驚。君江請偵探團進去，端上飲料，招待他們幾個。柯南卻注意到君江圍裙上的結也是反打的，家里的沙發和桌子全都換成新的了，電視也沒有了，這跟畫上是不同的。
柯南問君江是不是換過家具，君江點頭肯定，以前的家具都丟掉了。牆上的畫也是新的，是前天從畫廊送來的最新作品。柯南暗暗叫苦，這下要找證據可難了。君江問起大家的來意，元太支吾說不出來。步美和文乃看到了對面牆上掛著的遺像，正是那位流浪畫家，早瀨達夫，是君江的先夫。柯南發現照片上的早瀨是戴著眼鏡的。
柯南問，「他是何時去世的？我們今天早上發現一個被殺的人跟他長得很像。」君江笑道，「你說的一定是別人，我先生一年前就應該死了。」又說了一些不著邊的話後，偵探團告辭離開。走到門口時，踫到了千鈞和文良牽著黑閃找過來。原來，千鈞越想越不對，又指望不上毛利和目暮，就會合文良，利用黑閃前來尋找。二人帶著黑閃跑了不少冤枉路，甚至到了垃圾場，後來才找到這里。
晚上，千鈞、文良從警視廳一起趕到毛利偵探事務所，通報一些情況。毛利父女和柯南也都在家，普通失蹤7年認定死亡，危難失蹤1年就可認定死亡。毛利小五郎也想起來，的確在1年前有個叫早瀨的銀行職員，在山上踫到雪崩，從此就失蹤了。柯南大叫，「正是此人。」小蘭也稱贊，「爸爸，你還記得真清楚啊！」毛利吹噓，「我這名偵探可不是白得來的！」
千鈞和文良從警視廳查到的消息也差不多，早瀨達夫從銀行里盜用了一筆巨額公款，本來警方要對他進行強制搜查的。得到他遇難的消息後，警方開始以為是個月兌罪的詭計，因為那筆公款的下落至今還無人知道，所以懷疑他帶著那筆錢躲起來了，但最後還是認為他是危難失蹤了。
毛利問起這件案子的情況，文良說已經通知目暮警官了。下午的時候，目暮警官也讓早瀨君江去認領尸體了。但君江看完遺體後，堅持此人不是自己的丈夫，並不認識這個人。偏偏早瀨達夫的父母已經去世，又沒有其他的親人。換句話說，除了君江外，死者就沒有什麼至親之人了。
審訊室，高木警官在旁邊抽煙，被君江臭罵了一頓。千鈞問起畫畫的事情，君江說丈夫生前的確喜歡畫畫，也是去山里畫畫才踫到雪崩的。文良提出找出早瀨的遺物，核對指紋。君江卻說所有的遺物都扔掉了，因為丈夫盜用公款，讓君江在鄰居和朋友面前很難堪，所以她就將丈夫的東西都扔了。
大家雖然可以肯定死者應該就是早瀨達夫，但君江堅持不肯承認，警方也沒有辦法。偏偏早瀨失蹤了一年，以前他工作過的地方肯定不會保留指紋了。小五郎听完二人的講述，也搖頭，「就算你們找到以前認識早瀨的人，那個君江也完全可以咬定只是長得像而已，除非還有比君江更熟悉早瀨的人才能推翻她的證詞。」千鈞覺得還是可以試一試，既然早瀨喜歡畫畫，那麼肯定有繪畫圈的朋友。他打算拿早瀨的照片讓曉月、千尋、晴月、富澤他們去幫助打听一下。柯南也搖頭，「要是認識他，那天在美術館就不會發生那種事情了。」千鈞並不這麼看，有些怪癖的藝術家，他們的圈子是很小的，但總會有交流的朋友。
第二日，偵探團再次前往早瀨宅，柯南說有東西落在這里了，君江只好請他們進去。偵探團嚷嚷著說上次的餅干太好吃了，君江笑道，「你們不是忘了東西，是想來我這里吃餅干吧！」元太大笑，「答對了！」君江搖頭，去給他們拿餅干。柯南趁機尋找線索，在畫作前面的櫃子上發現了燒焦的痕跡，而窗戶外落了很多銀杏葉。柯南眼楮一亮，原來如此，真相只有一個。
另一方面，晴月光三郎通過繪畫圈的朋友，幾經周折找到了一位認識早瀨達夫的畫家，這位畫家也是那種不出名，但非常喜歡繪畫的人。令千鈞等人興奮的是，這位畫家手中還保留著一幅早瀨達夫送給他的素描像，將其存放在收藏品中，一直沒怎麼動過。白鳥警官和千鈞、文良馬上前往取到了這幅畫，這位畫家朋友也來到警局辨認尸體，認定死者就是早瀨達夫。經過鑒識課核對畫上保留的指紋，肯定了死者的確就是早瀨。
案情取得了突破，大家沒有絲毫高興。因為通過這件事情，只能證明死者的身份，那麼死者到底是被誰殺死的呢？雖然大家都懷疑那個君江，可是根本沒有任何證據。這時，毛利小五郎的電話到了，讓目暮等人去早瀨家會合，他已經知道了真相。大家大喜，馬上行動。千鈞苦笑，這肯定又是柯南在兩頭忽悠。果然，毛利偵探也接到了目暮警官的電話，帶著小蘭、柯南前往早瀨宅。
君江很生氣，向警方提出抗議。目暮警官首先出示了證據，證明了死者就是君江的丈夫早瀨達夫。君江臉色有些發白，「看來，是我看錯了，那好吧，我會將他的尸體領回來好好安葬的。」目暮警官表示還有下文，讓小五郎來說明。小五郎疑惑，不知道還要說明什麼。柯南走過來，于是沉睡的小五郎出現了。
毛利偵探開始還原整個事件。1年前早瀨到山上畫畫踫到雪崩，僥幸未死，但失去了記憶。但畫畫的能力還保留著，就成為一位流浪畫家，四處顛沛流離。他在無意識的情況下將自己家的情況都畫了下來。這樣過了1年，警方也認定早瀨已經死亡，早瀨君江就順利成章繼承了遺產。但是在遺產里面，應該包括了那筆被盜用的巨額公款。為了這筆錢，君江將剛剛恢復記憶回到自己家的早瀨給殺死了，目的是獨吞這筆錢。
大家都吃了一驚，君江哈哈大笑，讓毛利拿出證據來，「那人自從失蹤後，根本沒有回來過，我怎麼可能殺死他呢？」小五郎指出，第一個證據是掉在死者鞋里的銀杏葉，遺體發現的現場根本沒有銀杏樹，而早瀨家剛好有一棵。君江辯解，東京很多地方都有銀杏樹。毛利又指出第二個證據是死者鞋帶的系法，其中有一個是打反的，剛巧跟君江的圍裙系法是一樣的。那是君江將早瀨殺死後，搬運尸體時發現早瀨的鞋帶開了，就將其重新打好。君江認為毛利在開玩笑，「就憑鞋帶反打這一點就斷定我是凶手嗎？我可不想再受任何侮辱了！你再胡說，我就采取法律途徑了！」
千鈞冷笑，「毛利叔叔不過在推理案情，你能采取什麼法律途徑？法律規定，公民有義務配合警方的調查取證。你如果不滿意，可以辯解。但你想說毛利叔叔誹謗，恐怕是行不通的。」君江氣呼呼地沒話說。目暮也著急了，「毛利老弟，你說的這兩個證據上了法庭很容易被推翻的，有沒有什麼確切的證據？」
毛利偵探笑道，「也是，我們言歸正傳吧。」小五郎讓小蘭站到畫的前面去，又問君江，「早瀨先生生前的煙癮是不是很大？」君江點頭承認。小五郎道，「但是早瀨太太又特別討厭煙味，對嗎？」因為在警局時君江將抽煙的高木大罵了一頓，君江也沒有否認。毛利偵探繼續推理，早瀨恢復記憶後，迫不及待離開醫院，回到家後就站在這幅畫前面，然後在這里開始抽煙。君江不喜歡煙味，就將窗戶打開，銀杏葉就在這時飄入到屋里來。踫巧有一片銀杏葉沾到了早瀨的腳上。
白鳥問毛利偵探，「你如何知道早瀨先生在那里抽過煙？」「因為那幅畫之前的櫃子上，有燒焦的痕跡。」因為這個家里沒有準備煙灰缸，早瀨就直接將煙頭在櫃子上面掐滅。君江的臉色有些發青，「你不會說這個痕跡就是確切的證據吧？你別說這種歪理讓人發笑了！」毛利偵探轉移話題，「早瀨先生眼楮近視沒有錯吧？」文良道，「那個畫家提到過早瀨是個近視眼。」君江不明所以，也點頭承認。
毛利突然讓小蘭模仿一下流浪畫家在米花美術館看畫的樣子。小蘭回想一下，上前傾斜身子，伸手去模畫作。毛利立即喊停，目暮等人都糊涂了，不知道這是干什麼。千鈞一下子明白過來，「是指紋！這幅新買的畫作上有早瀨先生的指紋。」目暮不明白，「可是，早瀨太太不是將指紋什麼都清理干淨了嗎？」毛利解釋，對于專業的清潔人員來說，絕不會去擦拭畫作的。
高木提出疑問，「早瀨太太應該知道早瀨先生這個習慣吧？會不會自己親自將指紋擦掉？」毛利笑了，「早瀨先生這個習慣是他失憶後才養成的，他眼楮近視，雪崩後又丟掉了眼鏡，他因為看不清的關系，欣賞畫作時會不知不覺地靠近。為了看得更清楚，他養成了用手抓畫框的習慣。」早瀨那天回到家後，在畫作前吸煙，君江就到旁邊將窗戶打開，這時剛好背對著早瀨，所以沒注意到早瀨趴到跟前看畫的樣子。
目暮警官明白了，「原來你是這樣看穿早瀨太太的。」毛利道，「早瀨太太，這幅畫是2天前才買的，上面為什麼會有你丈夫的指紋呢？你不是親口說過他自從失蹤後就沒有回來過嗎？」早瀨君江目瞪口呆說不出話來，目暮馬上命令高木去將鑒識小組叫來，采集指紋。事已至此，君江承認了罪行。早瀨達夫的確回到家，毛利偵探的推理也都正確。君江先讓早瀨喝下放下安眠藥的咖啡，然後用繩子將其勒死。千鈞有一點不明白，「你為什麼將早瀨先生丟在我們第一次發現他的地方呢？」
君江有些歇斯底里，「我怎麼知道你們是在那里找到他的！我受夠他了，大家好不容易承認他失蹤死亡，那筆公款又到了我的手上。要是大家發現他還活著，肯定會追查那筆錢的下落。就因為我是他的老婆，就必須忍受大家的白眼。那些錢應該都屬于我的，有了錢我損失的人生才能追回來！」小五郎嘆息，「你要多少時間就有多少時間，鐵牢的歲月很漫長的。」
目暮、高木、白鳥等人押著早瀨君江離開了，小五郎清醒過來後，在千鈞提示下知道自己又在不知不覺中破獲一件謀殺案，「這覺睡得還真舒服啊！」文良大聲稱贊，「毛利叔叔，你真是太厲害了！竟然連上次的失蹤案和盜竊公款案一並解決了！」小蘭突然想起重要的事情來，「爸爸，我要拜托你一件事情。」小五郎一愣，「怎麼，難道有人失蹤了？找人可是我的強項，這個世界上還沒有我名偵探毛利小五郎找不到的人！」柯南暗暗叫苦，「我有不好的預感！」
小蘭強調，「當然是他了，要是我不主動找他，根本不知道新一什麼時候回來。」文良也點頭，「現在想想，新一很久沒有去學校了，最近也沒有看到他。」千鈞和柯南頭上冒汗，「我就知道！」「果然是這樣！」小五郎正色，嚴詞拒絕，「我不接受！那小子要是回來的話，對我的名聲可是一大威脅。要我說，那小子最好一直這麼失蹤下去！哈哈……」看著吐著舌頭大笑的小五郎，大家都無語了，文良也道，「仔細想想，的確在新一離開後，目暮警官才不得不找毛利叔叔幫忙解決案子，這才成為名偵探的。」千鈞嘆氣，「大叔這人可真現實啊！」柯南臉色鐵青，鄙視毛利，「你挺有自知之名的嘛！」
尾聲，早瀨君江為了謀奪盜竊的巨額公款殺死丈夫早瀨達夫，被法庭判處10年徒刑。早瀨達夫1年前盜用的公款，被全部追回，但其人已死，就不再追究罪責。毛利小五郎因破獲流浪畫家失蹤殺人事件，警視廳給以b級獎勵。毛利小五郎再次名聲大振，自然越發地希望工藤新一永遠消失為好。柯南苦笑，「要是我真的消失了，你這個冒牌名偵探，用不了幾天就得被人拆穿！」