En el pueblo de Maizuru, un guardia costero da la alarma al encontrar una bomba dentro de un barco naufragado en la bahía. Se cree que corresponde a una posible intervención extranjera. Ese mismo día, Conan se encuentra con Ran, Kogoro, Sonoko, Genta, Mitsuhiko y Ayumi a punto de abordar el Hotaka, un buque Aegis de la Armada Japonesa, para presenciar unos simulacros públicos de combate. Conan se comunica con el profesor Agasa para probar su nuevo dispositivo satelital. Después de una larga espera, logran ingresar y emprenden la travesía. Conan nota que Ran no lleva su reloj y es Mitsuhiko quien le cede el suyo, el cual es a prueba de agua y radiocontrolado para mayor precisión. Los pasajeros sienten el ruido de los sistemas de bombeo y drenaje de la embarcación, aunque a Conan le sorprende que suene tan fuerte.

Después son invitados a presenciar el entrenamiento de combate aéreo en la sala de control. El barco está equipado con todo un sistema de radares de última generación, capaz de detectar ondas de radio aun rango de casi 500 kilómetros. Pero al terminar el simulacro, los radares detectan objetivos alfa, por lo que el capitán Yukio Tateishi ordena localizarlos y preparase para un posible ataque. Lanzan torpedos submarinos que impactan al objetivo, que resultó ser una embarcación desguazada. Entre los pasajeros, Conan nota a un niño llamado Yuki que se veía asustado en la simulación y aparentemente estaba perdido, hasta que su padre lo encuentra y se retiran.

Conocen a la capitana Nanami Fuji y le piden una foto con ella, a lo que acepta con dudas. Conan sospecha de ella y se percata de algunas incongruencias acerca de sus funciones en el barco Aegis. Antes de irse, Kogoro intenta entregarle una de sus tarjetas de presentación con un diseño muy llamativo, pero accidentalmente se les cae y se esparcen por toda la cubierta. Ran y los niños las recogen. Conan envía la foto de la capitana al profesor y a Haibara y les pide que la investiguen. Ran lo acompaña al baño, aunque este recuerda que ella no tiene un buen sentido de orientación, como aquella vez que se perdió en el Tropical Island cuando estaba como Shinichi. Ahí le juramentó que, si se llegaba a perder, él la encontraría siempre.

Conan y Ran observan cómo los tripulantes hallan un brazo humano con su reloj. Conan llama a Heiji Hattori para ponerlo al tanto y le pide vaya a Maizuru a investigar. Ran le informa a Kogoro y se reúnen con Tateushi y el teniente Makoto Sekiguchi, de la policía militar. Al examinar el brazo, deduce que fue amputado después de su muerte y aparentemente habría sido succionado por el sistema de bombeo y drenaje. Tateushi reconoce que le pertenece al teniente de navío Sasaura, cuyo reloj se detuvo a las 5:30. Conan vuelve a toparse con Yuki, que está otra vez solo y muy nervioso. Nuevamente llega su padre a buscarlo, dejando a Conan con fuertes sospechas. Luego se comunica con Haibara, quien le dice no haber encontrado nada sobre la capitana Nanami.

El cuerpo del teniente es encontrado sin su brazo izquierdo en un astillero de Wakasa. Heiji detecta un fluido rojo de la garganta y le informa a Conan que el brazo fue absorbido por el Hotaka en Maizuru y amputado el brazo, y el cuerpo habría sido arrastrado hacia el astillero.

El inspector Megure, los detectives Sato y Takagi, y los guardias costeros Masaaki Kurata y Tsutomo Munekawa llegan al Hotaka a investigar y encuentran el teléfono de Sasaura en la cubierta y no se descarta un homicidio. Conan descubre que Nanami tiene en su poder una tarjeta de memoria que habría estado en el teléfono y la sigue hasta el despacho del capitán. Conan se las arregla para extraer los datos y enviarlos al profesor. Cuando la policía entra al despacho, se produce un conflicto con las autoridades navales por el hermetismo de estos. Nanami finalmente revela que ella es una agente de inteligencia enviada para gestionar la información de la Armada sobre las rutas de otros buques Aegis. Esto a raíz del barco naufragado con una bomba aquella mañana, el cual fue hallado por el guardia costero Kurata. Y al estar anclado cerca del Hotaka, se cree hay un espía extranjero a bordo al que llaman X. Si se filtra la información, la línea de defensa de Japón quedaría expuesta ante una eventual agresión militar.

Heiji y Kazuha se reúnen con el profesor y Haibara para examinar la sustancia roja y resulta ser pintura antiincrustante, habitual en las embarcaciones. Agasa comenta a Conan que las rutas de los Aegis habían sido copiados desde una nube de almacenamiento, lo cual es ilegal. En el Hotaka, se confirma que Sasaura fue interrogado por Sekiguchi debido a que el teniente fue quien filtró los datos desde la base de Wakasa y enviados a un supuesto detective llamado Takekawa, el cual es localizado en Kyoto. Conan le avisa a Heiji y al profesor para que se dirijan al Barrio Ponto de Kyoto, donde encuentran una nota quemada. Al examinar lo que queda del mensaje y gracias al razonamiento de Kazuha, Heiji descubre que Takekawa estará en el Aeropuerto de Kansai.

Conan discute con Nanami sobre la posibilidad de que X se haya infiltrado en el despacho del capitán Tatueushi durante el simulacro de combate y robado la información. Con ese detalle, va hacia la cubierta y se encuentra con el padre de Yuki, quien se dirige al baño a ver a su hijo por una aparente dermatitis. Pero Conan deduce que, debido a que lo ha dejado solo durante el simulacro y haber mentido sobre la enfermedad de Yuki, no solo no es su padre, sino que también es el espía X. Cuando Conan trata de detenerlo, este huye y Yuki le suplica que no lo persiga, ya que su verdadero padre está bajo amenaza de muerte. Le informa a la policía e incita a Yuki a ser valiente. X borra las imágenes de los servidores para evitar ser identificado y secuestra a Yuki al intentar usar sus rutas de escape. Ambos se encuentran con Ran, quien recorría el buque buscando a Conan. Yuki se arma de valor y le cuenta la verdad. Ran le pide que huya y se enfrenta a X en un combate en la cubierta. La campeona de karate logra someterlo, pero en un movimiento inesperado el espía la sorprende y es empujada hacia el mar.

Yuki da aviso a la sala de control. X es perseguido y toma a un tripulante como rehén. Conan interviene y gracias a la ayuda de Nanami, logra noquearlo con su balón de fútbol. Paralelamente, en la zona de carga del aeropuerto de Kansai, Kazuha encuentra y persigue a Takekawa, pero este se dispone a dispararle. Heiji se interpone y recibe el impacto en el hombro. Takekawa es herido por Otaki, de la policía de Osaka, y es arrestado. Agasa le informa a Conan que la pintura encontrada corresponde a un barco turístico que deambula entre Maizuru y Wakasa. De esa manera, dicho barco fue el que arrastro el cuerpo cercenado de Sausara, el cual se encontraba en Maizuru. Se descubre un mensaje de voz de Sasauro a Takekawa para confirmar la filtración. La hora de su muerte, del mensaje y del avistamiento del barco turístico es exactamente a las 5:30.

Cuando el caso parece cerrado, Conan duerme a Kogoro y revela que el asesino de Sausara no es X, sino el guardia costero Masaaki Kurata, ya que detectó el ruido de su porra chocándose en la grabación justo a la hora del deceso del teniente. Resulta que durante su patrullaje descubrió a Sasaura enviando el mensaje y lo persiguió. Pero en el forcejeo lo empuja y este muere al caer al mar desde un acantilado. Al enterarse que su cadáver y su brazo fueron encontrados, roba  su teléfono para ubicarlo en la cubierta del Hotaka para quedar libre de sospechas. Kurata se disculpa y es finalmente arrestado.

Pero a la sala de control llegan Yuki con Sonoko y los niños muy preocupados al no encontrar a Ran. La detective Sato llega de interrogar a X, quien le confesó haberla empujado al mar durante la pelea. Rápidamente el buque da media vuelta con la presión de la puesta de sol, ya que las aguas bajan drásticamente la temperatura. Luego de un registro exhaustivo de la zona, no logran encontrarla. La desesperación se apodera de Sonoko y de los niños, y Conan no puede ocultar su impotencia. En una medida desesperada, recuerda que Ran porta el reloj radiocontrolado de Mitsuhiko, por lo que pide que el buque utilice su radar avanzado para localizar la señal. A pesar del pronto despliegue de la tripulación, no es posible ubicarla. Conan se derrumba emocionalmente. Finalmente, el radar detecta una débil señal de radio y se dirige a esa dirección. La oscuridad obstaculiza la búsqueda, hasta que divisan las tarjetas de presentación de Kogoro esparcidas en el mar, las cuales brillan hasta que Ran es encontrada con vida, cumpliéndose la promesa de Shinichi.

Una vez rescatada, el buque atraca a puerto y Nanami le agradece a Conan por todo la ayuda en el caso, aunque queda intrigada por su verdadera identidad.

• Anexo:Episodios de Detective Conan
• Detective Conan (banda sonora)

• Detective Conan: El detective del mar lejano (película) en la enciclopedia Anime News Network (en inglés)