Kasus pemboman di Nichiuri TV pada musim gugur. Piala Satsuki, yang menobatkan pemenang Hyakunin Isshu Jepang, saat ini sedang difilmkan di dalam fasilitas tersebut. Insiden tersebut mengakibatkan keributan besar dan, sementara bangunan tersebut terbakar menjadi abu, satu-satunya orang yang tersisa di dalam adalah Heiji dan Kazuha. Mereka diselamatkan tepat pada waktunya oleh Conan, yang bergegas ke tempat kejadian. Baik identitas dan tujuan pembom tidak diketahui.

Saat kebingungan mengambil alih karena ledakan, Conan bertemu dengan seorang gadis cantik misterius yang mengaku sebagai “tunangan Heiji”. Namanya Momiji Ooka dan dia adalah juara SMA Kyoto dari game Karuta. Seperti sudah ditakdirkan, Kazuha akan menghadapi Momiji di Hyakunin Isshu, jadi dia mulai berlatih dengan bantuan ibu Heiji, Shizuka, yang merupakan pemain Karuta yang terampil.

Pada saat yang sama, di sebuah rumah Jepang di Arashiyama, pinggiran Kyoto, juara bertahan Piala Satsuki dibunuh. Gambar TKP mengungkapkan kehadiran Momji. Selain itu, beberapa kartu Karuta tersebar di sekitar korban.

Conan dan Heiji, bersama dengan departemen kepolisian Osaka dan Kyoto, memulai penyelidikan mereka terhadap Piala Satsuki dan kasus pembunuhan terkait. Saat penyelidikan berlanjut, mereka menemukan rahasia yang berhubungan dengan Hyakunin Isshu.