某个黑夜，一名间谍潜入日本警察机关企图盗取一份机密文件，这份文件内容中含有英国“MI6”、德国“BDN”、美国“CIA”，甚至还有“FBI”等各国谍报机构的相关人员名单。千钧一发之际，安室透率领的日本公安赶到，间谍夺车逃跑，高速公路大桥上上演激烈追逐战，其他的车辆也被卷入其中，眼看要酿成惨重事故的瞬间，间谍的车被FBI赤井秀一用来复枪射中，从大桥坠入海中。 第二天，柯南等人来到东都水族馆游玩，他们在巨大摩天轮底下，发现了一位独自一人又负伤的漂亮女子，仔细一看她的两只眼睛的瞳孔颜色不一样，也就是俗称的“阴阳眼”。可是，这位女子已经是连自己名字都不记得的失忆状态，带的手机也已经损坏。为了帮助她找回记忆，柯南等人约好了和她同行。没想到，这一切都被贝尔摩德暗中监视着……

传奇大盗鲁邦三世和他的战友次元大介、石川五卫门来到东京，以怪盗基德之名挑战日本警察和柯南。在此之后，鲁邦高调寄出预告书，扬言要盗取某银行内的稀世珍宝樱桃蓝宝石。为此国际刑警组织的鲁邦三世专门搜查官钱形幸一警部与目暮警官为代表的日本警视厅密切合作，全力抓捕大盗。