《名侦探柯南：漆黑的追踪者》以七夕前夕为背景，东京、神奈川、静冈、长野等地接连发生六起连环杀人案。每名死者身旁都留有麻将牌中的七筒，以及令人费解的神秘暗示。由于案件涉及范围广泛，各地警署的探员齐聚东京警署专案组，共同分析案情，毛利小五郎也受邀参与调查，而柯南则暗中听取了会议内容。
会议结束后，柯南偶然听到群马县警部山村操哼唱的一首童谣，并由此察觉到黑衣组织的成员已经潜入警方内部。一次围捕行动中，柯南遇到了假扮人质的Vermouth，从她那里得知，近期发生的连环杀人案，似乎与一张存有组织内部人员资料的记忆卡密切相关。与此同时，潜入警察内部的间谍悄悄窃取了工藤新一和柯南的指纹，新一的真实身份即将暴露，一场波及柯南及其身边众人的巨大危机正迅速逼近。
动画片