Sebuah kasus pengeboman terjadi di Nichiuri TV pada musim gugur. Piala Satsuki, yang menobatkan pemenang Hyakunin Isshu Jepang, sedang difilmkan di dalam fasilitas tersebut. Insiden tersebut mengakibatkan keributan besar dan, sementara gedung tersebut terbakar habis, satu-satunya orang yang tersisa di dalam adalah Heiji dan Kazuha. Mereka diselamatkan tepat waktu oleh Conan, yang bergegas ke tempat kejadian. Identitas dan tujuan pelaku pengeboman masih belum diketahui. Di tengah kebingungan akibat ledakan, Conan bertemu dengan seorang gadis cantik misterius yang mengaku sebagai "tunangan Heiji". Namanya Momiji Ooka dan dia adalah juara Karuta SMA Kyoto. Takdir mempertemukan Kazuha dengan Momiji di Hyakunin Isshu, sehingga ia 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. Foto-foto TKP menunjukkan kehadiran Momji. Selain itu, beberapa kartu Karuta tersebar di sekitar korban. Conan dan Heiji, bersama dengan departemen kepolisian Osaka dan Kyoto, memulai penyelidikan mereka tentang Piala Satsuki dan kasus pembunuhan terkait. Saat penyelidikan berlanjut, mereka menemukan rahasia yang berhubungan dengan Hyakunin Isshu.