晴朗時(shí)節(jié)，江戶川柯南（高山南 配音）和毛利小五郎（小山力也 配音）、小蘭（山崎和佳奈 配音）以及少年偵探團(tuán)的伙伴們一同來到京都，他們即將登上自衛(wèi)隊(duì)的宙斯盾戰(zhàn)艦，體驗(yàn)一把出海作戰(zhàn)的感覺，期間還結(jié)識了美麗又有著幾分神秘的女自衛(wèi)隊(duì)員藤井七海（柴咲幸 配音）。誰知快樂的氛圍很快被恐慌所替代，戰(zhàn)艦上突然發(fā)現(xiàn)一條斷掉的手臂，消失的自衛(wèi)隊(duì)員又引起軍方的恐慌與猜測。原來某國神秘間諜X已悄悄登上宙斯盾，伺機(jī)盜取戰(zhàn)艦上的絕密情報(bào)。為了找出隱藏的對手，柯南和灰原哀（林原惠美 配音）、阿笠博士（緒方賢一 配音）、服部平次（堀川亮 配音）以及遠(yuǎn)山和葉（宮村優(yōu)子 配音）通力合作，與間諜展開連番斗智斗勇的較量……
動(dòng)漫電影