毛利小五郎は京都の寺院からの招待を受け、8年前に起きた仏像盗難事件を調査するため京都へ向かう。寺院は以前、仏像のありかの手がかりとなる様々な模様が描かれた絵を入手しており、小五郎に提供し、仏像の早期発見を依頼する。一方、東京、大阪、京都では殺人事件が発生し、三都市の警察の調査により、被害者たちが盗賊団「源氏蛍」のメンバーであり、それぞれが『義経記』に登場する伝統的な人物名をコードネームとしていることが判明する。 服部平次もこの事件の真相を追って京都へ向かう。そこで江戸川コナンと再会した二人は、両事件を共同で調査し始め、二つの事件には共通点があり、8年前の仏像盗難事件を解く鍵となることを発見する。調査中にも殺人事件が発生し、服部は襲撃を受ける。さらに、和葉も襲撃者の手がかりを探るうちに拉致されてしまう。