晴朗时节，江户川柯南（高山南 配音）和毛利小五郎（小山力也 配音）、小兰（山崎和佳奈 配音）以及少年侦探团的伙伴们一同来到京都，他们即将登上自卫队的宙斯盾战舰，体验一把出海作战的感觉，期间还结识了美丽又有着几分神秘的女自卫队员藤井七海（柴咲幸 配音）。谁知快乐的氛围很快被恐慌所替代，战舰上突然发现一条断掉的手臂，消失的自卫队员又引起军方的恐慌与猜测。原来某国神秘间谍X已悄悄登上宙斯盾，伺机盗取战舰上的绝密情报。
为了找出隐藏的对手，柯南和灰原哀（林原惠美 配音）、阿笠博士（绪方贤一 配音）、服部平次（堀川亮 配音）以及远山和叶（宫村优子 配音）通力合作，与间谍展开连番斗智斗勇的较量……
高山南 , 山崎和佳奈 , 神谷明 , 小山力也 , 林原惠美 , 山口胜平 , 田中秀幸 , 岛本须美 , 绪方贤一 , 堀川亮 , 松井菜樱子 , 宫村优子 , 岩居由希子 , 大谷育江 , 高木涉 , 高岛雅罗 , 堀之纪 , 立木文彦 , 小山茉美 , 三石琴乃 , 置鲇龙太郎 , 日高法子 , 池田秀一 , 古谷彻
高山南 , 山崎和佳奈 , 神谷明 , 小山力也 , 林原惠美
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