影片讲述了日本公安、美国联邦调查局、黑暗组织及柯南等人围绕背叛与宿命而展开的巅峰对决。某个漆黑的夜晚，一名间谍悄然潜入日本警方机构，试图窃取这里藏有的一份记载了多国谍报机构绝密数据的文件，就在关键时刻，隶属于警视厅警备局的警官安室透（古谷彻 配音）带领公安及时赶到。几番交手过后，间谍驾车逃亡，安室透等人则紧追不舍，期间连FBI探员赤井秀一（池田秀一 配音）也加入追捕行列。敌我双方在车流熙攘的高速公路上展开了一场绝命追击，夜幕下的东京陷入了前所未有的混乱之中。千钧一发之际，赤井秀一打爆了对方汽车的轮胎，逃亡者连同汽车跌落悬崖。第二天，柯南（高山南 配音）和伙伴们来到东都水族馆观光游览。在特色项目超大型摩天轮下方，他们与一名受伤的神秘女子奥德爱（天海佑希 配音）相遇。特别的是，她的左右眼眸颜色非比寻常，是传说的“阴阳异色瞳”，而此时正处于失忆状态的她，身上的手机也因破损而无法使用。柯南一行人答应帮助她重拾记忆，与此同时藏在暗处的黑暗组织成员贝尔摩德（小山茉美 配音）冷冷地注视着这一切。在相处过程中，女子非凡的身手和奇怪的言行举止让灰原哀（林原惠美 配音）对其真实身份产生怀疑。刚刚还沉浸在一派祥和的水族馆的快乐氛围中的人们，根本未曾料想随着这名神秘女子技能的恢复，都将被卷入一场黑暗组织策动的杀戮魔爪之中……