Suatu malam, Institut Mikroorganisme Nasional Tokyo diserang oleh sebuah organisasi misterius yang menyebut diri mereka "Kucing Siam Merah." Kelompok tersebut menyebabkan ledakan di laboratorium berkeamanan tinggi yang menyimpan virus—yang konon memiliki tingkat kematian 80% tanpa obat yang diketahui. Aksi teror ini mendominasi berita utama, menutupi peluncuran pesawat udara terbesar di dunia yang dikembangkan di bawah kepemimpinan Jirokichi Suzuki. Anehnya, peluncuran tersebut disertai catatan untuk Kaito "Kaitou Kid" Kuroba, yang menantangnya untuk mencuri permata yang dipamerkan—Lady Sky yang terkenal. Conan Edogawa diizinkan naik ke pesawat udara bersama Kogorou Mouri, Ran Mouri, Sonoko Suzuki, Profesor Agasa, dan Detektif Cilik. Namun, kesenangan mereka terhenti ketika seorang penelepon tak dikenal menghubungi Jirokichi dan menyatakan bahwa mereka telah melepaskan virus tertentu di ruang merokok. Tak lama kemudian, gejala mulai muncul di antara para penumpang dan kekacauan pun terjadi. Memanfaatkan kesempatan itu, Kucing Siam Merah tiba-tiba muncul dan membajak pesawat udara! Untuk menghentikan para penyerang, Conan dan Kaitou Kid, bersama sekutu mereka, harus bekerja sama untuk menguraikan petunjuk dan menemukan tujuan sebenarnya dari Kucing Siam Merah sebelum waktu habis.