东京、大阪、京都相继发生杀人事件，5名死者皆是被头戴面具的黑影人用武士刀和弓箭瞬间杀害。警方介入调查，发现死者都是出没于3地专门偷窃有名的佛像及美术品的偷盗集团“源氏萤”成员。该集团共有成员8名，以义经的家臣名字互相称呼，且都持有一本《义经记》，被害5人手中的《义经记》均被拿走。这日京都古寺山能寺收到奇怪书信，说若能解开信中所附的画谜，便能找到8年前被窃的如来佛像。柯南、小兰随毛利小五郎来到该寺，均对画谜一筹莫展。5名被杀者之一曾对与新一不相上下的大阪高中生服部平次照料有加，服部也来到京都对案件秘密展开调查，并借机找寻自己的初恋情人。柯南与服部相遇联手调查时，发现有人想置服部于死地，紧接“源氏萤”另一成员被害，而这一切，似乎又都与画谜有关。

东汉末年，世道离乱，十常侍祸乱后宫，危及朝廷，娃娃皇帝接连遇害，外戚只手遮天，专权其上。西凉军阀董卓（滝口顺平配音）趁机入主洛阳，戕害大臣，其义子吕布奉先（津嘉山正種配音）更是以一当百的军神。在外则有张角（乡里大辅配音）领导的黄巾军打着“苍天已死，黄天当立，岁在甲子，天下大吉”的旗帜掀起农民起义。世道离乱，群雄逐鹿。中山靖王之后刘备（あおい輝彦配音）在命运的感召下，与关羽（青野武配音）、张飞（石田太郎配音）相逢，最终桃园三结义，加入了群雄争霸的浪潮。曹操（渡哲也配音）、袁绍、袁术、公孙瓒等各路豪杰相继登上历史舞台，从而拉开了三国争霸的序幕……

司徒王允设下连环计，赚得吕布杀死董卓。而各路诸侯经过前期的攻伐兼并，此消彼长，慢慢形成了几个主要的军事集团。曹操孟德（渡哲也配音）率先进入残破的洛阳迎接汉献帝（佐藤浩之配音），从而以丞相身份挟天子以令诸侯，其麾下文有荀彧，武有夏侯惇，可谓良才如云。长江以南，孙权（柴田秀胜配音）结果兄长孙策的权杖，建立起割据一方的东吴政权。与此同时，相对弱小的刘备（あおい輝彦配音）听从诸葛亮（山口崇配音）的建议在蜀地形成自己的一方势力。三国鼎立的局面即将形成，而孙刘两家还将迎来曹操大军的进攻，这正是名垂青史的赤壁之战……

废铁城中一位叫艾德的医生，有天在垃圾山上找到一个少女的机械残躯。原来她的脑袋还保持著假死的状态，艾德成功把她救活并为她改名为凯丽，但她已失去了以前的记忆。艾德除了是医生外，原来也是奖金猎人。在缉捕犯人的战斗他清楚知道废铁城的黑暗，所以他希望凯丽能像个普通女孩子般过著幸福的生活。但在一次偶然的机会下，发现凯丽原来懂得已失传的火星古武术「机甲术」。虽然记忆失去，但她身体流著战斗的血，令她不理艾德的反对而登记成为奖金猎人。凯丽的本性其实是很善良的，但她的自傲和好胜为她带来不少麻烦。加上她优秀的机甲术技巧，强大的战斗力为她注定了要不停战斗的命运。