晴朗时节，江户川柯南（高山南 配音）和毛利小五郎（小山力也 配音）、小兰（山崎和佳奈 配音）以及少年侦探团的伙伴们一同来到京都，他们即将登上自卫队的宙斯盾战舰，体验一把出海作战的感觉，期间还结识了美丽又有着几分神秘的女自卫队员藤井七海（柴咲幸 配音）。谁知快乐的氛围很快被恐慌所替代，战舰上突然发现一条断掉的手臂，消失的自卫队员又引起军方的恐慌与猜测。原来某国神秘间谍X已悄悄登上宙斯盾，伺机盗取战舰上的绝密情报。
为了找出隐藏的对手，柯南和灰原哀（林原惠美 配音）、阿笠博士（绪方贤一 配音）、服部平次（堀川亮 配音）以及远山和叶（宫村优子 配音）通力合作，与间谍展开连番斗智斗勇的较量……
濑户麻沙美,齐藤壮马,麻仓桃,浦和希,兴津和幸
小林裕介,古川慎,市之濑加那,沼仓爱美,佐藤元,高桥花林,河西健吾,麦人,中村悠一,石田彰,小野贤章,铃木崚汰,坂本真绫,野岛健儿,游佐浩二
中山祥德,井上穗乃花,户谷菊之介,内山昂辉,石桥阳彩,山根绮
武内骏辅,橘茉莉花,铃代纱弓,伊濑茉莉也,松田飒水,铃木崚汰,安济知佳
村濑步,藤原夏海,间宫康弘,咲野俊介,园崎未惠,柴田伊万,东地宏树,菲鲁兹·蓝,谷育子,中村源太,林大地,丹羽哲士,小林直人,名村幸太朗,比嘉良介,羽佐间道夫,藤原贵弘,楠见尚己,玄田哲章
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