舞台：大阪&京都，正在录制"皐月杯"百人一首记者会的大阪地标·日卖电视台突然发生爆炸，千钧一发之际，急忙赶来的柯南救出了被困在崩塌大楼中的平次与和叶，而另一侧，"皐月杯"冠军在京都屋内遭人杀害，监控器里所显示出的是——红叶...原作中的重要角色，百人一首高中生冠军，自称"平次未婚妻"的大冈红叶，将首次在剧场版中登场，新一和小兰的关系也将发生变化....

在日卖电视台发生了爆炸案！此时，引领日本百人一首界的“皋月会”正举办记者会，人群陷入大恐慌！在崩塌中的大楼内，只有关西名侦探——服部平次和他的青梅竹马——远山和叶被困，千钧一发之际柯南将他们平安救出。案件如恐怖袭击一般，然而犯人的目的无人知晓这一无法理解的状况令柯南和平次不禁感到蹊跷。爆炸骚动中，柯南与坚称是平次未婚妻的女子相遇。她的名字是 大冈红叶。红叶竟然是 竞技歌牌的高中生冠军。意想不到的是，和叶决定赌上平次向红叶挑战百人一首，拜颇具实力的平次之母静华为师，开始了特训的日子。与此同时，在京都 岚山的日式住宅内，发生了皋月杯冠军遭杀害的案件。那时，在杀人现场的显示器中映现的是红叶的身影。并且被害者周围散落着许多耐人寻味的歌牌。红叶与案件的关系究竟是？柯南和平次与大阪府警、京都府警一起，开始了对与两起案件有关的皋月会的调查。不久，在调查过程中谜团接连浮现。随着谜团的解开，发现其中隐藏着“与百人一首有关的共同点”。大阪和京都，两起案件相连为一时，设下的命运的齿轮开始加速！