阴森的宅邸在雨夜中伫立，传说这里每到午夜便会传来女子的啜泣，窗棂上浮现鬼影。这起“幽灵鬼屋”事件，很快传到了正在附近度假的毛利小五郎耳中，自然也吸引了那位寄宿在他家的小学生——江户川柯南。一行人踏入老宅，潮湿的霉味混合着陈年木材的气息扑面而来，所谓的鬼哭与移动的家具确实在眼前上演，吓得毛利兰脸色发白。但柯南镜片后的目光却锐利起来，他悄悄推了推眼镜，这些“灵异现象”背后，时间太过精准，痕迹过于刻意。
调查在令人不安的氛围中展开。柯南借着小孩子的身份四处探查，在侦探吧的资深爱好者看来，这种老宅的机关往往依托于简单的物理原理。果然，他在阁楼发现了缠绕在房梁上的老旧钓鱼线，在地板下找到了利用水力定时启动的简陋滑轮组。所谓的鬼影，不过是利用走廊转角镜面与烛光投射的拙劣把戏。当所有证据指向这栋宅子如今的看管人——一个沉默寡言的老佣人时，众人以为真相即将揭晓。
然而，柯南却用稚嫩的声音指出了更深层的矛盾：机关设置的位置暴露了设置者并非熟悉宅邸近期结构的人。他引导众人的视线投向那位最早声称“见鬼”、并极力邀请名侦探前来调查的遗产继承人之一。在柯南步步紧逼的推理下，这位继承人的心理防线终于崩溃。原来，所谓的幽灵传说，是他为了掩盖一桩更早的罪行而自导自演的闹剧。数年前，他为了独占遗产，在此谋害了知晓秘密的兄长，并伪装成意外。如今老宅即将出售，他唯恐当年的现场被重新勘察露出破绽，便想用“幽灵”吓退所有人，并借毛利小五郎之口坐实闹鬼传闻，让宅邸永远蒙上恐怖的阴影，无人再敢深究。
雨停了，月光透过破碎的云层照进老宅。鬼哭与幻影已然消散，只剩下人性的贪婪与罪恶在空气中缓缓沉淀。柯南看着被警方带走的犯人，知道又一个被精心装扮成鬼故事的谜题，在逻辑与证据面前回归了它原本残酷而真实的模样。老宅重归寂静，但这一次，缠绕它的不再是虚幻的幽灵，而是终于被揭开的、沉重的事实。