某日下午，上野出發的北斗星3號上，武居直子正在讀一封信，「拜啟，毛利小五郎先生，還有小蘭、柯南。你們好嗎？之前約好的北斗星的車票總算拿到手了。我和小武、真夜非常期待你們的光臨。詳細情形與堆積如山的話，等到北海道再講。現在請慢慢享受豪華列車之旅吧！」落款是旗本夏江。
小蘭卻讀了另一封夏江寫給千鈞的信，「千水，你最近還好嗎？又找到幾個女朋友呢？你還是跟以前一樣的嗎？……有沒想我？可惜，你再想也沒用，我已經嫁人了！而且很幸福哦。來北海道玩吧，這里有劍道比賽哦。我和外子會好好接待你們的。你曾經的暗戀對象，旗本夏江。」信讀完了，小蘭的眼里都是笑意。
千鈞氣惱，「這個夏江，竟然在信里一直揭我的短，太過分了！」直子笑道，「又是幸福，又是外子的，還暗戀對象，她是故意在氣你呢！」旗本家依然是大家族，好容易空閑起來，旗本夏江與財城武彥（旗本武）、橘真夜三人就一起去北海道旅游，然後寫信邀請了毛利三人和千鈞、直子，而夏江三人幾天前就先到北海道。小蘭感嘆，「真是好懷念啊！希望能早點見面。」毛利道，「說起來，好長時間沒有見到橘真夜小姐了。」直子道，「旗本夫婦真是好甜蜜啊，太讓人羨慕了。」
毛利大叔恬不知恥嚷嚷，「也不是我愛自己稱贊自己，我們這次可以享受這北斗星的豪華客艙前往北海道旅游，全部都是因為我，沉睡的小五郎把事件給解決了！」直子笑道，「是，是，太感謝毛利叔叔了！」毛利自得，「知道就好。」柯南吐槽，「上車後已經講了七次了！」千鈞笑道，「他可真夠愛現的。就算沒有那件案子，以我與夏江的關系，她也會邀請我的。」直子不高興，「早就知道你和夏江之間還有曖昧！」千鈞冒汗，「好直子，別亂講，那都是以前的事情了！我跟夏江其實沒什麼的……」
雖然千鈞說的是實話，可是在坐的幾人都不相信，可憐的千鈞，覺得自己比竇娥還冤。小蘭笑道，「算了，直子。反正夏江也結婚了，就算他們有什麼也結束了。」直子點了點頭，小蘭岔開話題，「別講這些了，我肚子餓了！」千鈞松了口氣，對小蘭的善解人意真是萬分感激，「對了，夏江已經幫我們訂了豪華晚餐。我們到餐廳車廂去吧。」毛利打開隔間門向外走，「听說餐廳那邊也很棒的……」結果毛利直接撞上了一個蒙著口罩戴著墨鏡的奇怪男子。
男子還戴著帽子，他摘下蒙面的口罩，「混賬，你的眼楮長在哪里啊？」毛利有些不好意思，「唔？」男子看到毛利的容貌，好像非常震驚，「你不就是……」千鈞走出來，「什麼事，大叔？」毛利也覺得奇怪，「不知道呢。」男子匆忙戴好口罩，咳嗽著轉身離開了。柯南、小蘭、直子也走出來。大家看到，男子走到一個不遠的房門前，打開門進去了。北斗星豪華列車是分房間讓客人休息的，本來按照夏江的安排，是毛利三人一間，千鈞與直子各一間，總共3間。
但是雙方在車上踫頭後，直子與小蘭變成了一間，毛利與柯南一間，千鈞獨自一間。剛才幾人說話，都是在毛利的房間。毛利道，「我們去吃飯吧。」5人一起向餐廳走去，千鈞笑道，「是法國料理套餐。」小蘭和直子非常期待，「真的嗎？好棒啊！」「可以在列車里享受法國料理，就像做夢一樣。」柯南卻對那個男子頗為懷疑，認為這個男子可能在電視上看見過大叔。男子躲在隔間，听到毛利等人遠去的聲音，松了口氣。
這位非常彪悍的男子，叫做淺間安治，留著大胡子，39歲，是個職業強盜。淺間大為頭疼，「可惡，是毛利小五郎！根本沒人跟我說他會出現。」晚上了，5人飽餐一頓，並在餐廳喝起咖啡。毛利很是愜意，「吃的好飽啊！」千鈞贊成，「真的好飽！」直子有些尷尬，「你也真是，竟然把我們剩下的料理都吃了！我還以為會剩下很多呢……簡直跟飯桶一樣，平時也不見你吃這麼多。」
柯南吐槽，「跟元太的食量差不多啊！」這套餐的份量可是十足十的，足夠5個成年男人吃得非常飽。千鈞笑道，「不能浪費一粒糧食嘛！這些食物可都全部轉化為能量啦！听說過嗎？日食千羊不飽，千日不食不餓！」其他4人都冒汗，「受不了他啦！」「果然是怪物啊！」「不能以常理思考啊！」柯南吐槽，「這是三國演義里面左慈的台詞！」小蘭笑道，「不管怎麼說，真的很好吃啊！」柯南贊同，一如既往地無條件支持小蘭。
毛利道，「食物好吃，房間又豪華，一點缺點都沒有啊！」旁邊的某個中年客人抱怨，「搞什麼嘛！為什麼是又搖晃又吵死人的小房間啊？我不是說過要訂豪華客艙嗎？」戴眼鏡的中年男子只好低頭道歉。這個男子叫做加越利則，有些像山村警官，是寶石店的店長，38歲。加越道，「但是，老板，你一個星期前才說要搭乘北斗星的。因為這是很出名的列車，非常受歡迎。可以訂到所需的個別艙，已經算是很幸運了。」那位老板就是抱怨的乘客，出雲啟太郎，56歲，是寶石店的所有者，大資產家。
出雲很是不滿，「竟然要我和你住同等級的客艙，我太太都說住這種房間去旅行實在太丟臉了。所以一直關在房間里不願意出來。」加越辯解，「如果搭乘飛機的話……」出雲怒道，「閉嘴！我就是想乘坐這輛列車出席明天的展示會。」毛利覺得這人面熟，「那個，請問，我們在哪里見過嗎？」加越道，「我想大概是在電視或者報紙上吧。我們的珠寶店之前有強盜出現，而老板接受過許多訪問。」
毛利想起來，「啊，原來如此。單獨一個人把強盜趕走的那個……」柯南問，「千鈞，有這件事嗎？」千鈞道，「有啊，就是你跟那群小屁孩去露營的那天下午。」出雲自得道，「我並沒有做什麼。店員們被槍指著，嚇得直發抖。我只是按下警鈴，強盜心虛逃走了，就是這麼回事而已。」加越道，「不過附近的鄰居都很佩服老板的勇氣呢。」出雲不屑，「哼，這點小事……」某人走過來打斷了出雲的話，「不過這卻是一個很好的宣傳吧。」
走來的是個年紀較大的人，石錘晃重，67歲，是古系市的市長。石錘道，「下一次市長選舉的宣傳，如此造勢，真是厲害啊！」出雲吃驚，「石錘市長，你為何會在這里？」石錘坐在旁邊，「我正在休假，想到北海道去。」毛利好奇，「你說的真是厲害，是什麼意思？」加越急忙道，「這只是謠言。有人說那個強盜案件，是老板為了競選下次市長，所自導自演的宣傳，為了博得眾人的支持。真是毫無根據的謠傳！」
石錘顯然認定是了，「反正無火不生煙。」出雲很是惱怒，「喂喂！」毛利道，「我記得那時候防盜攝影機拍到的，是個退休的職業摔跤選手的強盜。如果是這是自導自演的話，再怎麼也不可能是策劃好的吧？」石錘道，「所以才會覺得更加奇怪啊。哪有強盜事先不做準備，就進去搶劫的。而且听到警鈴，什麼也不拿就這樣逃走的呢？」加越不滿，「只因為這樣就懷疑老板，不是太過分了嗎？」石錘道，「不只是這些原因。強盜逃走的時候講了一些奇怪的話，店里的店員不都听到了嗎？」加越一時語塞。
毛利問道，「什麼奇怪的話？」據石錘講，強盜逃走的時候，嘴里這樣念著，「這和當初約定的不一樣。」柯南吃了一驚，千鈞覺得很奇怪。毛利繼續問，「這是真的嗎？」加越沒有否認，「是的，犯人嘴里念著這樣的話，我也听到了。」毛利點頭，「既然這樣，的確很讓人懷疑。」石錘道，「沒錯吧？」出雲怒視毛利，「怎麼連你也胡說八道？」旁邊，柯南問千鈞，「之前好像也發生過和這個差不多的事件吧？」千鈞搖頭，「不記得。」直子和小蘭也不知道。
見毛利在那里夸夸其談，出雲不滿，「喂，你到底是什麼人啊？一直跟著瞎起哄！」毛利一愣，「咦，你不認識我嗎？其實我並不想隱瞞……」有個胖胖的青年男子走過來，打斷了毛利的顯擺，「是毛利小五郎先生吧？」微胖男子叫做青葉徹，32歲，看上去很和藹。青葉很興奮，「實在太激動了！想不到在這里能見到名偵探毛利小五郎先生！等一下可不可以和我一起照張相？」小五郎只好謙虛幾句，笑著答應了。听到毛利的名字，加越利則、出雲啟太郎、石錘晃重都露出震驚的神色。千鈞卻看出這個青葉練過劍術。
這時，有個戴著墨鏡的青年女子走過來，「真巧啊，偶然真是令人害怕。」大家一起回頭望去，一個男侍者走過來，「這位是訂了晚餐的明智小姐吧？你的座位在那邊，請跟我來。」女子叫做明智文代，37歲，戴著圓帽，穿著一身簡潔的白綠相間的夏裝，咖啡色頭發，挎著個小包，「對不起，我決定不吃了，晚餐取消了。」然後就離開，侍者詫異，「啊，明智小姐……」明智似乎在自言自語，「看來這趟旅行一定很有趣呢。」千鈞忍不住多看了幾眼，覺得這個明智小姐似乎有些眼熟，但又好像沒見過。
直子誤以為千鈞老毛病犯了，大為吃味，氣呼呼地站起來離開。千鈞只好跟上去，「直子，不是你想得那樣了……」毛利三人也一起離開，走在車廂過道。柯南問道，「之前不是也發生過嗎？搶匪什麼都沒搶，就這樣逃走了的事件？」回到房間門口，毛利不以為然，「不知道，你該不會是看到最近電視演的類似偵探片吧？」柯南卻覺得不是最近，好像是很久以前，「在我還是小孩子的時候。」這時，出雲夫人從房間探出頭來，看到毛利幾人，匆忙又躲了回去。
晚上了，列車駛入了隧道。毛利躺在床上休息，柯南趴在玻璃窗前。千鈞好不容易才安撫好直子，並把直子送回了對面的房間。隔壁房間，千鈞躺在床上，「奇怪，直子什麼時候也這麼敏感了？難道是因為單獨與我在一起的原因嗎？女人啊，真是很奇怪的動物！」一會兒後，千鈞就睡著了。另一個房間，伴隨著列車的「況且」聲和鳴叫聲，小蘭和直子都從睡夢中驚醒。二女來到窗前，小蘭笑道，「看，我們進入隧道里面了。」直子道，「這里好像是叫做青函隧道吧。」
毛利也從睡眠中起來，看見柯南還沒睡，有些奇怪，「你還沒睡啊？喂喂，已經凌晨4點了。快去睡覺吧！」柯南還在思索，「可惡，想不起來了。我記得在哪里見過與這個相同的事件，可是千鈞和叔叔都沒有印象，到底是在哪里呢？」柯南猛然想起幾句話，「槍聲和驚叫聲從隧道內隆隆的聲音中消失……」柯南頭大，「這個到底是什麼呢？」
已經凌晨4點10分了，很多人來到列車的交誼車廂聊天。出雲啟太郎來這里吸煙，猛然一個蒙面的男子出現在他身後。出雲大驚，急忙回頭。黑洞洞的槍口對準了出雲的後腦，槍聲被列車的隆隆聲掩蓋住了。驚恐中，出雲倒地身亡，煙頭也落在旁邊。其他的乘客一時都驚呆了，一個女乘客終于發出了刺耳的尖叫聲。這個驚叫聲，把毛利、柯南，小蘭和直子都驚動了，只有千鈞還在自己房間呼呼大睡。小蘭問道，「怎麼了，剛才的驚叫聲？」柯南打開門，走出來。毛利皺眉道，「在那驚叫之前，好像還有個奇怪的聲音吧？」