漆黑的夜里，一名间谍潜入日本警方的某个机构，窃取了存有各国谍报机构重要资料的绝密数据。日本警方与FBI探员赤井秀一（池田秀一配音）随即展开追捕，双方一路追逐，最终间谍乘坐的车辆冲下悬崖。
第二天，柯南（高山南配音）和伙伴们前往东都水族馆游玩，却意外发现一名受伤的美丽女子（天海佑希配音）。女子不仅失去了记忆，随身携带的手机也已经损坏。柯南等人决定帮助她找回记忆，而他们的一举一动，早已被藏身暗处的黑衣组织成员贝尔摩德（小山茉美配音）冷冷注视着。
随着相处加深，女子展现出的惊人身手以及种种反常言行，让灰原哀（林原惠美配音）逐渐怀疑起她的真实身份。此时的东都水族馆依旧沉浸在欢乐祥和的氛围中，人们却完全没有意识到，随着这名神秘女子的能力逐步恢复，一场由黑衣组织引发的杀戮与混乱即将席卷而来。
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