黒の組織に毒薬を飲まされ、体が小さくなってしまった高校生探偵の工藤新一（小栗旬）は、江戸川コナンと名乗って身を隠し、黒の組織の情報を追っていた。彼の正体を知っているのは阿笠博士（田山涼成）と、同級生の灰原哀だけ。実は哀は、黒の組織の一員・宮野志保（香椎由宇）で、新一の体を小さくした毒薬の開発者だった。しかし姉を殺され、組織から逃げるため自らその薬を飲み、小学生の哀として身を隠していたのだ。彼女は密かに解毒剤の研究を続けていた。そんな彼らは今回、幼なじみの毛利蘭（黒川智花）らと「ミス・ジャパネスク」受賞祝賀パーティーに出席していた。そのパーティーの最中、ミス・ジャパネスクに脅迫状が届き、生中継された会場で予告どおり殺人が起きてしまう。そんな時、会場でケーキを食べたコナンと哀の体に異変が起きていた！ケーキの中に、体を一時的に元に戻す成分が入っており、二人は元の姿に戻っていた。こうしてコナンは、一時的だが工藤新一の姿に戻り、事件解決に乗り出し…。【以上、日本テレビ広報資料より引用】