著名钢琴演奏家堂本一辉在两年前突然告别钢琴，转而钻研管风琴，并斥巨资建造堂本音乐厅，计划在音乐厅落成之际举办一场盛大演奏会。然而演出尚未开始，堂本音乐学院的学生便接连遇害，先是遭遇爆炸，随后又有人被单独杀害。
园子带着柯南一行人前往观看排练，他们在那里结识了女高音歌唱家秋庭怜子。拥有绝对音感的秋庭怜子也成了凶手的目标，先是饮用的润生茶被下药，接着在进行森林浴时遭到空气枪袭击，甚至在试演会当天被人击晕。柯南从这些看似针对秋庭的袭击中察觉到关键，推断凶手其实是在设法将她排除在一连串凶杀案之外。
演奏会正式开始后，音乐厅外却接连发生爆炸。小兰、灰原哀以及厅内的一千多名观众全部陷入危机，而秋庭的绝对音感成为逃出生天的唯一线索。随着爆炸规律逐渐浮现，柯南终于找到了凶手策划爆炸的逻辑，并必须在最后一枚炸弹被引爆之前将其找出。
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