作為平成年代最後一部柯南電影，首次將案件發生地設立在海外，基德時隔四年後再度回歸，與柯南合體展開行動。故事圍繞著19世紀末與海盜船一同沉入海底、世界上最大的藍寶石紺青之拳展開。

劇情接自《命運石之門》動畫第25集（OVA）。 2011年8月，岡部倫太郎抵達命運石之門已過一年。這是真由理和紅莉栖都不會死亡，未來未知的世界。平常在美國的紅莉栖因故回來日本，正當眾人為了歡迎她而聚在一起烤肉時，岡部開始看到幻覺：一開始是過往他於其他世界線上的記憶突然鮮明起來；後來更出現他不曾待過的世界線的「記憶」。隔天，紅莉栖的飯店遭人闖入，留下了「電話、電話微波爐、SERN」的訊息。紅莉栖稍後遇到岡部，兩人談起其他世界線、命運探知。紅莉栖剛說既視感也許是一種命運探知，岡部便突然從她眼前消失。 之後一週，即使世界照常運轉、沒人覺得不對勁，紅莉栖一直覺得似乎忘了什麼。她依在飯店收到的提示造出了時間跳躍機，將自己的記憶送回烤肉當晚，發現忘掉的是岡部。此時鈴羽現身，表明自己是為了拯救岡部而搭乘時間機器從未來而來，並說明岡部消失是因為承受了太多其他世界線的記憶，無法將命運石之門世界線認知為現實。然而岡部拒絕接受幫助，藉自身經驗說明改變過去是非常危險的事。隔天，紅莉栖再度目睹岡部消失。因為進行過一次時間跳躍，她勉強記起了岡部，但因他的話決定不改變過去。 鈴羽預言紅莉栖會矛盾一輩子，最後造出時間機器、推出拯救岡部的方法，卻又不准任何人改變過去。紅莉栖辯不過她，被說服搭上了時間機器。拯救岡部的方法是不改變既定事實，只改變岡部的記憶。紅莉栖選定對岡部而言曾發生重大事件的2005年下手，過程中卻不小心讓年少的岡部出車禍。雖然岡部因為世界線收束而不會死在那，紅莉栖仍不敢再輕易嘗試回到過去。回到研究所，她發現其實眾人還依稀對岡部有印象，再度下定決心回到過去。她跟少年岡部講述「鳳凰院凶真」等岡部的「瘋狂科學家」設定，並取了他初吻，成功給他難以磨滅的記憶。回到2011年，岡部因該份記憶而能認知此世界線和其他世界線的不同，因此回歸命運石之門世界線。

劇場版舞台將設定為 2116 年，日本政府開始向紛爭國輸出西碧拉和雄蜂（ドローン），實驗性導入西碧拉的東南亞聯盟 SEAUn 其管轄的水上都市獲得了安穩生活，但 SEAUn 卻向日本派出恐怖分子企圖攻擊西碧拉系統，而某個男人在那留下了蹤跡，常守朱因此踏上旅途以查明真相。

位於東京八丈島近海的「太平洋浮標」是一處用於將全世界警察監控探頭連接起來的海洋設施。為了正式啟動，與歐洲的警察組織歐洲刑警組織所管轄的網路連接，世界各國的工程師集結於此，對某種「新技術」進行了測試。另一方面，柯南及少年偵探團受園子的邀請來到八丈島賞鯨。此時柯南接到沖矢昴（赤井秀一）打來的電話，得知有一位歐洲刑警機構職員在德國遭到琴酒殺害，感到不安的柯南於是決定潛入設施裡進行調查。然而在調查過程中，卻發生一名女性工程師被黑衣組織綁架的事件！而且她擁有，記錄著某個訊息的USB傳到了組織的手裡。以及，灰原哀身邊也有黑影悄悄靠近她，使生命卻陷入險境。柯南能否順利救出灰原？灰原的真實身分是否會被發現？新的黑影PINGA又是誰呢？

皇曆2017年，超級大國「不列顛尼亞帝國」（Britannia）朝著稱霸世界的目標，征服了世界近3分之1的版圖。此時，7年前被改稱「11區」的日本出現了動亂，牽動了世界對抗不列顛帝國的鬥心。 帝國早前與統領部分歐洲和非洲勢力的E.U.達成停戰協議。由於動亂出現，和平關係都隨之破裂，不過在強硬的軍事侵略下，E.U.並沒有在戰事中得到優勢。一群「11區」的少年少女決定加入這場地獄戰線，駕駛Knightmare參與這個目標及原因未明、戰勝率只有5%的大戰……

故事描述對國中生活充滿期待的「小心（安西心）」，才過了一個月就感到徹底絕望，因為她受到班上同學真田美織的欺負，但更讓她心寒的是，原本無話不說的好友小萌竟然也加入了排擠她的行列。恐懼與不安緊緊糾纏著小心，只要一想到上學，她就渾身不對勁。小心開始足不出戶，將「心」封閉在自己的房間裡。