ある日、コナン達は東京を一望する事が出来るベルツリータワーのオープニングセレモニーに参加した。しかし、展望台からの絶景を楽しんでいる一同の目の前で突如、客の1人が謎のスナイパーに狙撃されて死亡する。コナンは狙撃ポイントがタワーの遥か彼方のビルである事を突き止めて、ターボエンジン付きスケートボードで急行する。
何故か現場に居合わせた世良真純に助けられながら必死に犯人を追跡するが、パトカーを手榴弾で爆破するなど逃走するために手段を選ばない犯人に翻弄されて、2人は犯人の標的になってしまう。駆けつけたFBIによって形勢逆転となるが、あと少しのところで犯人を取り逃がす。一方、犯人が狙撃したポイントには、一発の空薬莢とサイコロが置かれていた。
後日、FBIと警視庁の合同捜査が開かれ、そこで容疑者として浮上したのはティモシー・ハンターという男だった。ハンターは元ネイビーシールズの隊員で、狙撃の名手として有名だったが、交戦規程違反の疑惑がかかって除隊していた。そして、ベルツリータワーで狙撃された藤波宏明は、彼に高額の不良物件を売り付けて破産の原因を作った男であり、世良真純が探偵として追っていたという。また、アメリカでもハンターを執拗に取材し記事を書き立てた記者が狙撃されていて、その事件の後ハンターは日本に渡っていた。捜査本部はハンターを最重要容疑者として、今後彼に狙われる可能性のある3人の人物をリストアップした。
その3人の人物の内の1人「森山仁」に見覚えのあった世良は、彼の自宅を突き止めコナンと共に訪れる。しかし、その森山がコナンたちの目の前で狙撃されて、第2の犠牲者となってしまう。
そして、立て続けに第3の狙撃事件が発生するが、射殺されたのは一連の事件の犯人と思われていたハンターだった。犯人がハンターではなかったことの謎や次は誰が狙われるのかと言った情報が錯綜する。また、日本で前例のない連続狙撃事件であり、尚且つ無差別殺人ではないかと言う憶測も飛び交って、東京中がパニックに陥ってしまう。
そんなパニックを尻目に、コナンはハンターについての情報を新たに入手し、そこから日本における狙撃がハンターのものではない可能性に気付く。世良と行動を共にしていたコナンは高木刑事に連絡し、標的となっているビル・マーフィーとジャック・ウォルツの情報を聞き出す。そこで、第4の狙撃がマーフィーを標的としていることを突き止めたコナンは、狙撃を阻止しようと第4の狙撃ポイントへ向かう。しかし、既に犯人が狙撃地点にいることに気付いたコナンは、何とか狙撃を妨害しようとしたものの、逆にコナンが犯人に狙われる形になり、それを庇って世良が撃たれてしまった上に、マーフィーに対する狙撃も遂行されてしまう。
現場に残されたダイスから、犯人が最後の狙撃としてもう一度狙撃を計画していることをコナンは突き止めるが、狙撃ポイントが分からず悩んでいた
