「哇，這溫泉真舒服啊！」小五郎泡在溫泉里，一臉享受的表情。
柯南和蘭則坐在旁邊的休息區，喝著茶，聊著天。這次溫泉旅行是委託人為了感謝他們之前的幫助而特意安排的。
「說起來，我們之前在列車上遇到的那兩個醫生，還真是奇怪呢。」蘭突然想起了之前的事情。
「是啊，佐藤醫生和伊達醫生，他們好像在為什麼事情爭吵。」柯南也點了點頭，回憶起之前的情景。
正當他們聊著的時候，突然一陣急促的腳步聲傳來，緊接著是一個警察的聲音：「請問，你們是不是之前搭乘過湯之山縣的列車？我們需要你們的協助調查一起案件。」
原來，在與湯之山線列車路線基本相同的花之街線列車上，發現了一具屍體。而柯南他們之前搭乘的湯之山縣列車，與這趟列車有過換乘休息的時間段。
柯南和小五郎立刻跟隨警察前往案發現場。在列車上，他們再次遇到了佐藤醫生和伊達醫生，但這次伊達醫生的神情卻顯得異常怪異。
「伊達醫生，你看起來好像有些不對勁啊。」柯南敏銳地察覺到了他的異常。
伊達醫生勉強笑了笑：「啊，可能是最近太累了吧。」
但柯南卻並沒有放過他，繼續追問：「你真的只是太累了嗎？還是因為你知道些什麼？」
伊達醫生的眼神閃過一絲慌亂，但很快又鎮定下來：「我不知道你在說什麼，我只是一個普通的醫生而已。」
柯南並沒有再逼問他，而是決定自己調查。他開始在列車上四處尋找線索，最終在一個車廂的角落裡發現了一個隱藏的監控攝像頭。
他立刻調取了攝像頭的錄像，發現了一段驚人的畫面：在換乘休息的時間段里，伊達醫生竟然悄悄地從湯之山縣列車換到了花之街線列車上，然後又回到了原來的列車上！
柯南立刻明白了他的作案手法：他利用兩趟列車路線基本相同的特點，在換乘休息的時間段里進行殺人，然後再回到原來的列車上，製造了自己不可能犯罪的假象！
他立刻找到目暮警官，將自己的發現告訴了他。目暮警官聞言大驚，立刻下令逮捕伊達醫生。
面對柯南的指控和警方的證據，伊達醫生終於崩潰了，他承認了自己因為與死者有私人恩怨而利用列車進行殺人的事實。
案件終於告破，眾人皆鬆了一口氣。而小五郎則因為柯南的麻醉針而昏睡過去，錯過了整個破案過程。當他醒來後，聽到柯南的解釋，不禁苦笑：「你這小子，又把我當誘餌了。」
柯南則嘿嘿一笑：「沒辦法，只有這樣才能引出真相嘛。」
隨著伊達醫生的被捕，列車圈套殺人事件也畫上了句號。但對於柯南來說，這只是他無數冒險中的一個小插曲。他知道，還有更多的案件等待著他去解決，更多的真相等待著他去揭開。而每一次的挑戰，都將是他成為真正偵探的必經之路。