某个周六的下午，由美得知静杨她们都离开回家，就开车过来与千钧享受二人时光，好长时间没有在一起亲热，千钧抱住由美后二人就滚到床上，随后就生了男女之间最原始的交流，久旷的由美拼命索取着，千钧搂住她激烈地给以回应，直至由美彻底瘫软在千钧身上，连手指头都无力移动。千钧怜惜地抚摸着她的娇躯，轻轻吻着她的秀，低声说着情话。等由美彻底平静下来，千钧拿起床头电话，拨打了一个号码，现没有人接听。由美询问，千钧说自己下午打算去一个朋友家看刀去。二人又在床上腻了很久，一起看了一部千钧收藏的大片《伴你高飞》。等影片结束，千钧再次打电话过去依然无人接听，就决定亲自过去一趟，让由美在家好好休息，并准备二人的晚餐。
这天，毛利小五郎受古董收藏家丸传次郎之托，调查他太太丸稻子是否有外遇，带着柯南和小兰到丸传次郎家汇报调查结果。小兰和柯南留在院子里观看下午的风景，水车在缓缓旋转，偶尔有鲤鱼跃出水面，阳光夕照，映红了整个院子。小兰安详地欣赏风景，柯南抱怨说没有侦探会带小孩子来做外遇调查报告吧。
小五郎明确告诉丸传次郎，他的夫人丸稻子的确有了外遇。丸传次郎得知自己戴了l帽子，大雷霆。小五郎通过偷拍的照片指给丸传次郎看，并且指出丸稻子与情人每周幽会至少三次，丸传次郎的脸色铁青，询问照片上化妆的男人到底是谁。小五郎有些尴尬，解释说还需要查证。这时候电话铃声响起来，丸传次郎想起约了客人前来拜访，让小五郎等他一会儿，他去去就来，在咒骂妻子不贞的骂声中离开。但是，两三个小时过去了，仍然不见传次郎的踪影，反而是柯南和小兰在院子里面听到了些奇怪的声音。
小五郎干坐了2个多小时，忍无可忍，站起身来前去查看丸传次郎到底搞什么鬼。刚出房门碰到了这家的两个女佣，纱织和久美，她们被主人临时打出去了，防止她们听到主人夫妇的丑事。此时，夫人丸稻子也赶了回来，询问小五郎来做什么的，小五郎一时焦急说出了自己是侦探。丸稻子脸色大变，让两个女佣去请老爷，低声请小五郎务必隐瞒她有外遇的事情，小五郎苦笑自己已经说出去了。这时传来纱织和久美的尖叫，大家赶过去，现丸传次郎被人用武士刀刺杀，死在房间内，屋内墙壁和柜子上划满了刀痕。
随后，目暮警官带队赶到现场，身边跟着一位助手警官，目暮嘲笑小五郎开始把死亡带到委托人家里，大叔很是尴尬。丸传次郎是剑道3段的高手，小五郎推测杀死他的人也是个剑道高手才对。柯南说听到有客人前来拜访的脚步声，可惜没有见到面貌。正在说话之际，女佣说有个年轻的怪人前来拜访。目暮警官大喜，急忙让人请过来，“啊，千钧，怎么是你，你怎么会到这里来？”
千钧也是莫名其妙，“目暮警官，毛利大叔，你们都在啊，这家的主人丸传次郎约我下午前来的，他找人传话说他手中有一把价值连城的宝刀，想高价卖给我。我打了两次电话都没人接，就只好过来瞧瞧。”柯南奇怪，“千钧哥哥，你们怎么认识的？”千钧好笑，“还能怎么认识啊，在神怡道场认识的啊。丸传次郎的剑道修行马马虎虎吧。对了，出什么事情了？”目暮警官只好告诉他实情，千钧彻底无语，两大死神到来，丸传次郎只有毙命的份了。
千钧苦笑，“真是的，我还想见见他说的宝刀是什么样子呢。”小五郎冷笑，“千钧，你好像也是个剑道高手，杀死丸传次郎应该没有问题吧。你之前有没有偷偷来过？”千钧一愣，“那当然，我可是新庄御剑流的正宗传人，搞定这家伙跟吃饭一样。不过我是刚刚自己开车过来的，以前也没来过他家。喂喂，不是吧，大叔，你怀疑我啊？”柯南头上汗，谁让你非要今天过来。
这时候，助手警官现了丸传次郎的记事本，记载了今天要来拜访的人，分别是毛利小五郎、波多野几也、诹访雄二、阿久津诚、千水千钧。这时候家庭医生波多野几也也来了，丸稻子介绍了他的身份，他马上被目暮警官叫过去询问。接下来雕刻大师阿久津诚来到，诹访雄二也随后赶来，柯南拉住诹访雄二的手观察，问他是否懂得剑道。
千钧看见诹访雄二，笑着打了招呼，“诹访先生也是位剑道高手啊，不过他现在自己开了家道场，丸传次郎去他那的次数比较多哦。”目暮警官询问诹访雄二的来意，诹访雄二说自己是来还钱的，立即被大叔怀疑还钱是假，赖账杀人是真。大家这才知道丸先生已经挂掉了，死亡的时间大约是在下午3点到5点钟，大家全都否认自己是凶手。
为了找出不在场证明，千钧只好打手机给由美，“由美，在做晚饭了哦，是这样，我拜访的那个朋友下午被人用刀杀掉了，目暮警官就在这里，你得给我做证啊。”由美好笑，多少有些脸红，“不是吧，这么巧。好吧，你把手机给目暮警官。”目暮警官接过电话，心里暗自腹诽这二人算什么关系啊。随后目暮警官得到了由美肯定答复，死亡推断时间之内二人一直腻在一起，没有分开过。小五郎得到这个消息后，忽然大叫明白谁是凶手了，剩下的这些人中有足够能力杀死同样是剑道高手丸传次郎的人，就只有诹访雄二。
千钧也极为认同这一点，不过随后他现死者握刀的手的姿势不对，方向刚好相反。柯南也认为就算搏斗再激烈，也不会把划痕打到天花板上去吧，目暮警官得出结论是有人故意做出打斗的假象想要嫁祸给诹访雄二。千钧暗道根据福尔摩斯大人的定律能够杀死死者的依然只有诹访雄二，不过他也不明白为什么房间到处都是划痕。
随后目暮警官开始询问三人的不在场证明，诹访雄二说自己在这段时间在诹访剑道馆静坐，没有离开，也没有人可以证明。阿久津诚同样借了丸传次郎9万日元，今天还款期限到了，他是来请求宽限几天的，同样他也没有不在场证明。
目暮警官突然回头，询问小五郎的情况，小五郎恼怒，“警部，你居然怀疑到我头上啊，我只是受死者生前委托调查他的夫人偷情的。”结果引来大家和女佣们得一片惊叹，丸稻子尴尬万分，小五郎也自悔失言，这种事情应该要保密的。目暮警官冷着脸咳嗽一声，开始询问就职在米花医院的波多野几也，他声称今天是来给丸传次郎做身体检查的，却回答不出来案时间自己在哪里。
柯南到处闻别人身上味道，不小心闻到小兰身下，小兰脸红说他不礼貌。柯南也脸红，呵呵笑着表示不好意思，不过他确定了夫人的外遇对象。波多野几也随口胡说自己在银座看电影，柯南问他看什么电影，他一时回答不出来，柯南急忙问，“是不是《夏日的快乐老人》啊，听说在银座放映很好看的。”波多野几也上了他的奸当，就顺口说是，结果被小兰揭穿谎言，《夏日的快乐老人》是上周放映的。目暮警官见他说谎，大怒让他跟自己会警局走一趟，丸稻子大急，咬牙说出二人下午在米花豪华酒店开房，一直在一起鬼混。
大家全目瞪口呆，丸稻子见丈夫已死，豁出去了，说出了波多野几也就是她的情夫。小五郎立即怀疑是他们两个串通谋杀亲夫，目暮警官也认为他们彼此不能为对方作证。丸稻子指着千钧，“给这个怪小子作证的不也是他的情人吗？为什么我们就不行？”千钧大怒，“八嘎，给我作证的是一位品格高尚玉洁冰清的女警官，我们那是郎情妾意，而你们可是j夫y妇，怎么能相提并论？”所有人都一脸黑线，柯南暗语其实也差不太多。目暮警官头疼，其实严格说起来除了小五郎包括千钧在内都没有不在场证明，不过他私下还是信得过千钧和由美的。
目暮警官询问大家都约在几点，小五郎是2点，千钧是3点，阿久津诚是4点，波多野几也是5点，诹访雄二是6点。目暮警官奇怪为何大家都在5点多来的丸宅呢？随后目暮警官调查了电话录音，千钧、波多野几也、诹访雄二的录音都找到了，却没有阿久津诚的来电录音。阿久津诚也百思不得其解，自己明明威胁说如果敢卖掉自己的雕刻品就把你杀掉，电话里面却没有，目暮警官用冷厉的眼光看着他，阿久津诚急忙说自己那时只是开玩笑罢了。随后找到了龙形雕刻，阿久津诚说是自己的师父留给自己的遗物，还好没有损坏。
小五郎立即认定阿久津诚就是凶手，是他杀害丸传次郎嫁祸给诹访雄二，所以只有这个龙形雕刻没有损坏。大家再次听完留言后，依然认定阿久津诚就是最大的嫌疑。柯南低声告诉千钧自己觉得某个人的留言是有问题的，千钧到没觉得留言有问题，笑着说：“柯南，我也现了一个线索，柜子上的刀痕有些是杂乱无章不连贯的，这绝对有问题的。而墙上和天花板上都没有问题，但绝对是精通剑道的人划上去的。”这时丸稻子也现在对应柜子的抽屉里找不到保险箱钥匙。
柯南让千钧用手机将柜子整个拍了下来，可是千钧的手机不能够直接洗出照片来。柯南立即忽悠了跟随目暮警官前来的傻瓜警察甲乙，借了他们的照相机拍摄才取到照片。目暮警官大怒，“你们两个混蛋，当值时搞什么鬼啊，给我认真点。”警察甲乙不停哈依道歉。小五郎也给了柯南一记爆栗，“这个小鬼，又在这捣乱。”柯南捂着头跑出来，开始了拼图游戏，千钧低身过来说：“柯南，我还是认为，只有诹访雄二能够杀死丸传次郎，可是没有证据啊，你认为呢？”
柯南完成拼图后，脸上露出笑意。目暮警官认定了阿久津诚就是凶手，打算将其抓回警局。这时候沉睡的小五郎出现了，“目暮警官，请等一下。我已经知道了那个运用巧妙诡计欺骗我们的凶手是谁了。”大家都好奇询问，小五郎的手不自然抬起来，“凶手就是剑道教练诹访雄二！”目暮警官大惊，“有没有搞错啊，毛利老弟？他可是有留言的啊。”小兰也急忙说：“爸爸，刚才千钧也说过了死者握刀的手势不对，诹访先生不可能犯这样的错误啊。”
小五郎冷笑，“这都是他是事先准备好的圈套，为了要让自己被怀疑，诹访雄二在房间里划下了刀痕，并且让丸传次郎拿着刀。但是，握刀的方向却刚好相反，这是事先为自己准备好的退路。因为这样的话看起来就像某人想要把罪行嫁祸给诹访先生一样，由此就可以让自己从嫌犯中排除。诹访先生在行凶时刚好听到了阿久津诚的留言，为了让阿久津诚有嫌疑就故意不让龙的雕刻有刀痕，还特意消除了他的留言。是这样吗？诹访先生。”
诹访雄二咬着牙死不承认，“毛利侦探，既然如此，大家都有留言和杀人动机，你为什么只怀疑我是凶手而不是别人呢？”毛利侦探坦然说：“有两点，你跟别人都不同。第一，就是你的留言，你在自己的留言里面已经不打自招承认自己是凶手了。只有你的预约是在6点吧。你的留言里面，明知道主人不在，还要早点过来，天底下哪有这样的道理呢。正常的话应该要晚点到才对吧，千钧和波多野几也都是比预约时间晚了一会儿才过来的，只有你却提前到了。第二，就是千钧所说的，凶手是个剑道高手，墙上和天花板的划痕看似简单，却不是随便某个人都能划出来的，必定是一个精通剑道的人完成的。还有能够杀死同是剑道高手丸传次郎的只有你和千钧才能办到，而千钧有明确的不在场证明，他跟丸传次郎先生没有任何过节，也没有杀人动机。所以，最后的凶手只能是你。”所有人都恍然大悟，原来留言和划痕的破绽在这里啊。
诹访雄二冷笑，“毛利先生，你真是徒有虚名，竟然凭着这两点就怀疑我。我闲着没事，不能早点过来见丸先生吗？至于说剑道高手，日本的剑道高手多了，新庄大师的神怡道场中比比皆是，也有可能是他们当中某个人没有预约突然前来拜访后行凶的，怎么能认定是我呢？”
目暮警官恼怒万分，都到这份上了还死挺呢，但是诹访的辩解勉强说得过去，“喂，毛利老弟，怎么办？有没有什么过硬的证据？”诹访继续，“怎么样，毛利大侦探？”毛利小五郎冷笑，“我不是怀疑你，我是肯定你就是凶手。屋内和天花板上刀痕都是假象，是你为了掩饰真正要隐藏的东西。”目暮警官一头雾水，“喂喂，毛利老弟，他要隐藏什么啊？”毛利侦探出笑声，“柜子上的划痕啊。千钧，麻烦你按照我说的将柜子上的抽屉按照次序进行对调。”等千钧一阵忙乎，目暮警官惊奇现柜子的划痕连起来是个“访”字。
“如果我的推理没有错的话，这是趁着你消除阿久津诚的留言时，丸传次郎在临终前用最后一口气留给我们的线索，所以你在没有办法的情况下只好调换柜子的抽屉，再把房间弄上乱七八糟的刀痕以此来掩盖真正的证据。”这下所有人都明白了，阿久津诚恼怒，“诹访，我们素无冤仇，你竟然要嫁祸给我，太过分了。”目暮警官也纳闷，“诹访先生，你不是已经打算还钱了吗？为什么还要动手行凶？”
诹访沉重地说：“是因为我祖传的名刀菊千代。”原来诹访借钱时将宝刀抵押给了丸传次郎，还钱时诹访要求赎回宝刀，丸传次郎嚣张告诉诹访雄二那把不值钱的刀被当做利息卖掉了。于是诹访忍无可忍将其杀死，千钧忽然明白了，“喂喂，原来丸传次郎这家伙是要把这把菊千代卖给我啊，可我还没买到呢。搜噶，我明白了，他这是骗你的，这家伙打算高价把刀卖给我，空手套白狼，还真够缺德的。”
小五郎用沉重的语气继续，“这个悲剧，从头到尾都是巧合造成的。我现在把整个过程简单还原，2点钟过后，我带着小兰和柯南来见丸传次郎，报告夫人外遇的事情。在3点钟过后，听到了千钧的电话铃声，丸先生离开去等千钧，而千钧的留言非常简单，‘稍后过来拜访’。丸先生就在那里等着千钧上门买刀，可是在快要4点钟前却等来了提前过来还钱的诹访雄二，丸先生当然不愿意将宝刀归还，于是诹访先生被骗，以为刀已经卖出去了。结果悲剧生了，丸先生被诹访先生所杀，这时刚巧阿久津诚的电话到了，威胁说不能把龙形雕刻卖掉。丸先生留下遗言证据，诹访先生消去录音，制造了刀痕房间后离去。快要5点的时候波多野几也的电话和千钧的第二次电话都到了。随后丸稻子夫人先波多野先生一步回到家里，接下来的事情大家就都明白了。如果千钧能够在3点钟后赶到，如果诹访先生能够不要那么冲动，如果丸先生不要那么贪婪，那么一切都会是不一样的结局吧。”说话间，丸稻子就在隔壁房间后面的壁橱中找到了宝刀菊千代，拿出来递给千钧观看。
诹访雄二也淡淡地说：“的确，我当时实在太愤怒失去了理智，就随手抽出房间装饰的那把刀从背后绕过将丸传次郎杀死了。”说话间他突然拔出佩刀向毛利小五郎的头上砍去，小兰、柯南、目暮等都出惊叫“危险”“啊”“小心”，“叮”的一声，千钧用菊千代挡住了诹访的攻击，兔起鹞落，千钧随后以气御剑挑飞诹访的兵刃，宝刀指向诹访雄二的咽喉。
大家都松了口气，目暮警官过来匆忙给诹访戴上手铐，诹访感慨万千，“这就是新庄大师创下的以气御剑的剑道吗？果然名不虚传啊，仅仅三招我就败了。不过，我更佩服毛利侦探，居然有人在我的刀砍到头顶时还毫无畏惧，虽然那一刀并没有杀意。我终于知道了什么是‘泰山崩于前而色不变、麋鹿兴于左而目不瞬’，真不愧是名侦探毛利小五郎，我最大的错误就是低估了你。”诹访向毛利侦探鞠躬后被助手警官带走。
随后毛利侦探清醒过来，小兰忍不住说：“爸爸你实在太厉害。”目暮警官也大为赞赏，“毛利老弟，我对你刮目相看了。”小五郎有些莫名奇妙，千钧急忙提醒说：“大叔，你太厉害，刚才不但完成名推理，而且凶手诹访雄二的刀砍在你头上时居然无动于衷，这种定力全日本也找不出第二个，不愧是名侦探毛利小五郎啊。”小五郎大骇，“你说他的刀砍在我头顶上？哎呀，我要死了，救命啊，呜哇啊啊啊……”所有人脑子上都是大大的问号，柯南好笑，叔叔只不过刚才真的睡着了才有这样的定力，他比谁都怕死啊。
尾声，丸稻子将宝刀菊千代还给了诹访先生的家人，办完丈夫丸传次郎的丧事后就嫁给波多野几也医生。阿久津诚也赎回了师父留给自己的龙形雕刻，诹访雄二因杀害丸传次郎被法庭判处5年徒刑。毛利小五郎因破获这起刀痕之谜谋杀案被警视厅给以b级奖励。