เนื้อเรื่องของนักสืบโคนันหมุนรอบคุโดะ ชินิจิ นักเรียนมัธยมปลายที่มีชื่อเสียงในด้านความสามารถพิเศษของเขาในการไขคดีที่ซับซ้อน เมื่ออายุ 17 ปี เขาพาโมริ รัน เพื่อนสมัยเด็กของเขาไปที่สวนสนุกทรอปิคัลแลนด์ และคลี่คลายคดีฆาตกรรมที่เกิดขึ้นบนรถไฟเหาะ ขณะที่พวกเขากำลังออกจากสวนสาธารณะ ชินิจิก็เห็นชายนิรนามคนหนึ่งสวมชุดสีดำกำลังเจรจาเรื่องที่น่าสงสัย เขาจึงตัดสินใจแอบสังเกตการแลกเปลี่ยนอย่างลับๆ

โดยที่เขาไม่รู้จัก มีบุคคลที่เกี่ยวข้องกับองค์กรติดตามเขาไป เป็นผลให้เขาถูกซุ่มโจมตีและถูกบังคับให้กินยา aptx4869 เพื่อกำจัดคุโดะ ยาเม็ดถูกออกแบบมาเพื่อไม่ทิ้งหลักฐานพิษไว้บนร่างกายของคุโดะ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากยายังอยู่ในขั้นทดลอง จึงไม่ได้ทำให้คุโดะถึงจุดจบ แต่ร่างกายของเขากลับเปลี่ยนไป - เขากลายเป็นเด็ก ตอนนี้ วัตถุประสงค์หลักของเขาคือการเปิดเผยความจริงเกี่ยวกับผู้ที่รับผิดชอบต่ออาการของเขา และค้นหาวิธีรักษาที่จะช่วยให้เขากลับคืนสู่วัยวัยรุ่นได้

พ่อแม่ของชินอิจิย้ายไปทำงานต่างประเทศอย่างถาวร โดยทิ้งเขาไว้ตั้งแต่ยังเป็นเด็กเพื่อไปขอคำปรึกษาจากดร.อากาสะ นักวิทยาศาสตร์สติเฟื่องที่อยู่ใกล้ๆ หลังจากรู้สถานการณ์ของชินอิจิ ดร.อากาสะก็แนะนำให้เขาสวมบทบาทเป็นนักเรียนชั้นประถมศึกษาและตั้งชื่อใหม่ชั่วคราว ดังนั้น ชินิจิจึงกลายเป็นเอโดกาวะ โคนัน และอยู่ภายใต้การดูแลของโมริ โคโกโระ นักสืบเอกชนและพ่อของรัน อย่างไรก็ตาม ชินอิจิเก็บความลับเกี่ยวกับตัวตนของเขาไว้ไม่ให้ทั้งรันและโคโกโร่รู้

เพื่อที่จะค้นหา "ชายชุดดำ" ที่เข้าใจยาก ชินิจิ (โคนัน) จะต้องวางแผนเพื่อช่วยโคโกโร่ในการคลี่คลายคดีด้วยความแม่นยำและแม่นยำ ความสำเร็จในการแก้ไขคดีนี้จะยกระดับชื่อเสียงของ Kogoro และส่งผลให้มีลูกค้าที่กำลังมองหาบริการของเขาเพิ่มขึ้น ซึ่งจะทำให้มีโอกาสมากขึ้นในการรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับองค์กรชุดดำและอาจเปิดเผยเบาะแสสำคัญที่ทำให้พวกเขาอยู่ได้

ในแต่ละกรณี เมื่อโคนันเข้าใกล้สถานที่เกิดเหตุ เขามักจะพบกับความเกลียดชังจากโคโกโร่ โคโกโระดุเด็กๆ และบอกพวกเขาว่าอย่าเข้าไปยุ่งเกี่ยวกับการสืบสวน นอกจากนี้ โคโกโระมักไม่ค่อยให้ความบันเทิงกับทฤษฎีของโคนันมากนัก เพื่อให้โคนันคลี่คลายคดีได้ เขาต้องใช้อุปกรณ์ของดร.อากาสะ ซึ่งก็คือนาฬิกาดมยาสลบ ซึ่งทำให้โคโกโระหมดสติ จากนั้น ด้วยการใช้เครื่องเปลี่ยนเสียงหูกระต่าย โคนันจึงเปลี่ยนเสียงของเขาให้ดูเหมือนโคโกโระชั่วคราว และคลี่คลายคดีในนามของโคโกโระ วิธีการนี้ส่งผลให้โคโกโระได้รับฉายาว่า "โคโกโระหลับ" ซึ่งตัวเขาเองก็ไม่รู้ว่ามันเกิดขึ้นได้อย่างไร

การสืบสวนอย่างต่อเนื่องขององค์กรชุดดำและยาแก้พิษเฉพาะของพวกเขาทำให้โคแนนต้องระมัดระวังอย่างยิ่งในการซ่อนตัวตนที่แท้จริงของเขา ยิ่งมีบุคคลที่มีความเป็นส่วนตัวในตัวตนที่แท้จริงของเขามากเท่าไร ก็ยิ่งมีความเสี่ยงมากขึ้นเท่านั้นหากองค์กรต้องดำเนินการ การตอบสนองอย่างรวดเร็วจากองค์กรอาจทำให้ชีวิตนับไม่ถ้วนตกอยู่ในอันตราย