聽朋友說很好看，所以臨時找伴一起看電影

八年前，長野縣發生了一起槍械店搶劫案，兇手分別是御廚貞邦和鷲頭隆。槍械店老闆舟久保英三的女兒舟久保真希因與歹徒正面遭遇而受傷。作為冬季兩項選手的舟久保真希因此被取消資格，最終自殺。鷲頭隆通過司法交易（認罪協商）供出御廚貞邦下落後獲釋。舟久保英三對鷲頭隆非常不滿，他覺得自己的女兒因他而死，而鷲頭隆卻獲釋。舟久保真希生前男友，山梨縣警察林篤信也非常不滿鷲頭隆因司法交易而獲釋，也懷恨御廚貞邦。御廚貞邦同樣對出賣自己的鷲頭隆懷恨在心，被捕後在假釋期間失蹤。

10個月前，在八岳未寶岳，長野縣警察警部大和敢助正在追捕逃亡中的御廚貞邦。大和敢助目擊到除御廚貞邦外還有另一名神秘人物，神秘人物用步槍朝大和敢助射擊導致大和敢助左眼受傷，隨後發生了雪崩。雖然大和敢助生還，這段記憶卻一直回憶不起來。

10個月後，長野縣的野邊山宇宙電波觀測所發生入侵事件，野邊山宇宙電波觀測所的職員圓井圓遭到襲擊。大和敢助與同事上原由衣趕往現場，但當大和敢助看到天文台的拋物面天線時，左眼的傷疤突然劇痛難忍。

與此同時，毛利小五郎的前同事鮫谷浩二聯繫上了毛利小五郎。在被問及10個月前未寶岳雪崩事故及大和敢助相關情況後，毛利小五郎約定與鮫谷浩二在日比谷公園會面。然而當毛利小五郎帶著江戶川柯南和毛利蘭抵達約定地點時，竟目睹了鮫谷浩二遭神秘人物槍殺。而神秘人物作案時頭戴機車頭盔，未被認出，騎機車逃走到霞關站出入口後丟棄機車並且順利逃走。面對鮫谷浩二猝死的悲痛，毛利小五郎決心查明真相，並與佐藤美和子、高木涉兩位刑警一同前往長野縣。

警方調查發現，鮫谷浩二死前曾與已被逮捕並身處監獄服刑的御廚貞邦會面。毛利小五郎一行與大和敢助、上原由衣、諸伏高明以及林篤信共同借訊御廚貞邦。

被毛利小五郎拒絕同行的江戶川柯南和毛利蘭暗中跟隨至長野，與阿笠博士及少年偵探團匯合。他們受阿笠後輩、野邊山宇宙電波觀測所研究員越智豐邀請參觀設施，途中江戶川柯南卻被林篤信安裝竊聽器。江戶川柯南通過竊聽器掌握警方動向並前往山梨監獄與毛利小五郎匯合，並識破林篤信實際上是潛伏在警界的"秘密公安"。江戶川柯南隨即與身處東京都的安室透及在長野辦案的風見裕也共享情報。同時，負責鮫谷浩二命案的東京地方檢察廳檢察官長谷部陸夫擅自前往長野加入調查。

當晚，大和敢助和上原由衣山中勘查時，遭神秘人物用步槍襲擊。神秘人物繼續追擊趕來的圓谷光彥和小嶋元太，在被毛利蘭反擊後神秘人物逃脫。大和敢助二人躲進大友隆經營的炭燒小屋「ブッパ」保住性命。警方與長谷部徹夜搜山未果，推測犯人與未寶岳雪崩事故有關。

次日下山途中，大和敢助再遭槍擊。槍戰中，諸伏高明為保護大和敢助，腿部中彈墜崖，落入冰河瀕臨溺斃時，其弟諸伏景光的幻影出現。諸伏高明識破原來是幻覺後鳴槍示警，被江戶川柯南等人救起。

眾人來到大友隆的炭燒小屋避難，神秘人物利用大友持有的雪崩音波裝置引發二次雪崩。江戶川柯南試圖用瓦斯罐爆炸聲啟動反向裝置抵消雪崩，經歷兩次失敗後，雖成功啟動裝置，卻為時已晚。眾人躲入窯洞逃生，但大和敢助被雪吞沒，醫院宣告其死亡。

黃昏時分，安室透向江戶川柯南透露：鮫谷浩二作為秘密公安正在調查雪崩事故，此事與日本國會審議中的日本刑事訴訟法修正案相關，該法案因日本政府遭威脅而停滯。江戶川柯南以工藤新一之名將推理結論郵件發送給毛利小五郎等人。

夜間，江戶川柯南一行與舟久保英三、大友隆在野邊山宇宙電波觀測所聚集。大友隆被曝光其真實身份是改名換姓的鷲頭隆。舟久保英三雖一度激動質問，最終仍然決定原諒。

進入天文台後，江戶川柯南指證林篤信是連環槍擊案真兇，並揭穿大和敢助其實並未身亡，他只是為保護同伴而詐死。突然恢復記憶的大和敢助現身圍捕林篤信。林篤信為反對日本政府將司法交易寫入刑事訴訟法修正案，遂利用天文台拋物面天線竊取衛星通信要挾政府。此時長谷部陸夫暴露真實身份，是內閣情報調查室衛星情報中心監察官。

林篤信先後利用移動觀測車和軌道天線台逃亡。上原由衣不小心登上天線台，這阻礙了警方的狙擊。大和敢助成功救下上原由衣後，江戶川柯南聯合灰原哀操作雷射投影裝置，在諸伏高明與毛利蘭協助下干擾林篤信視線。風見裕也狙擊天線台失敗，毛利小五郎奪槍精準擊毀動力部阻止林篤信逃亡。

林篤信被捕後，安室透向林篤信提出，由於其本人已殺人，死罪難逃，於是希望讓他以不透露秘密公安涉案為條件換取其無期徒刑。但林篤信似乎並不打算這樣做。

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