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起来到京都，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奥秘的女自卫队员藤井七海（柴咲幸 配音）。谁知高兴的氛围很快被恐慌所代替，战舰上忽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。本来某国奥秘间谍X已悄然登上宙斯盾，伺机盗取战舰上的绝密情报。