在东京某个位于西国立市的神社内，有三名可疑的男子正在密谈。突然有个戴着假面具的黑影男人出现，他用日本刀和弓箭在瞬间将三人杀害。与此同时，在大阪、京都也相继发生了杀人事件。警方在经过调查后发现，被杀害的五人都是出没于东京、大阪、京都三地，专门偷窃著名佛像及艺术品的窃盗集团“源氏萤”的成员。这个集团以日本历史上最有名的悲剧武将——源义经的故事《义经记》为名，首脑化名“义经”，部下则以“弁庆”为首，各自以家将姓名相称。另一方面，小五郎带着柯南、小兰和园子来到了京都。八年前，位于京都的古老寺院——山能寺中的一尊国

小五郎应京都寺院的邀请，前往京都调查寺内八年前佛像盗窃事件。寺院早前得到佛像下落的线索，是一件有不同图案的图画，提供给小五郎，以便尽快寻回佛像。同时间，东京、大阪和京都发生杀人事件，三个城市的警方调查后，发现事件中的死者都是盗贼团“源氏萤”的成员，毎人都有一个代名，以《义经》内的传统人物命名。服部亦因此事，前往京都调查杀人事件的真相。期间遇上柯南，两人一起调查两宗事件，发现两宗事件都有共同点，有助解开八年前佛像盗窃事件。在调查期间亦发生杀人案，服部因此而受袭，和叶亦因查找施袭者线索而被人挟持。