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）以及少年侦察团的伙伴们一同来到京都，他们行将登上自卫队的宙斯盾战舰，体验一把出海作战的感觉，时代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）。谁知康乐的空气很快被发急所替换，战舰上突然发明一条断掉的手臂，消逝的自卫队员又引发军方的发急与猜测。原来某国神秘间谍X已静静登上宙斯盾，乘机盗取战舰上的绝密谍报。
为了找出隐藏的敌手，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）共同努力，与间谍睁开连番斗智斗勇的较量……
