阳光灿烂的一天，柯南（高山南 配音）、小兰（山崎和佳奈 配音）、少年侦探团的伙伴们和毛利小五郎（小山力也 配音）一同前往大阪，参加当地举办的高中生皋月杯百人一首和歌大赛。在那里，他们与好友服部平次（堀川亮 配音）和远山和叶（宫村优子 配音）重逢。比赛进行期间，电视台突然收到爆炸预告信，警方随即展开紧急疏散。然而，人员尚未全部撤离，爆炸便骤然发生，平次与和叶也因此被困在大楼内。混乱尚未平息，一名与皋月杯有关人员的尸体又出现在众人面前，接连发生的异常事件立刻引起了柯南的关注。根据青山刚昌同名人气漫画改编的名侦探柯南：唐红的恋歌，是名侦探柯南系列的第21部电影版。
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