Синъити Кудо, школьный детектив, чьё тело уменьшилось до размеров первоклассника из-за яда таинственной организации, продолжает свою двойную жизнь под именем Конан Эдогава. Очередное дело начинается с приглашения от профессора Агасы, который получает загадочную посылку с семенами редкого растения — «Лунной лилии». Согласно легенде, этот цветок распускается лишь раз в сто лет в полнолуние, и его лепестки обладают свойством исцелять любые болезни. Однако профессор обеспокоен: вместе с семенами пришло анонимное письмо с угрозой, подписанное символом «Чёрный паук». Конан, Агаса и группа детей из «Юных детективов» отправляются в старинный ботанический сад, где должна состояться церемония цветения. Но вместо праздника они находят тело известного коллекционера редких растений, запертое в оранжерее с тропическими хищными цветами. Все улики указывают на то, что убийца — кто-то из узкого круга ботаников, одержимых легендой о волшебном цветке.
Конан замечает странные несоответствия: на месте преступления отсутствуют следы борьбы, но одежда жертвы пропитана соком неизвестного растения, вызывающего галлюцинации. Параллельно выясняется, что «Лунная лилия» на самом деле не миф, а гибрид, выведенный в секретной лаборатории. Ключ к разгадке — дневник покойного, где он описывает эксперименты по скрещиванию цветка с редким грибком, способным подавлять волю. Внезапно один из подозреваемых, эксцентричный флорист, теряет рассудок и начинает утверждать, что цветок разговаривает с ним. Конан понимает: убийца использовал пыльцу «Лунной лилии» как оружие, заставив жертву добровольно войти в смертельную ловушку. Но кто мог знать точное время цветения и свойства растения? Разгадка кроется в старом фото, где все участники событий запечатлены на фоне того самого сада двадцать лет назад. Оказывается, коллекционер когда-то украл черенок у своего учителя, и теперь его бывший ученик, скрывающийся под маской садовника, жаждет мести. В финале, когда преступник пытается уничтожить последний цветок, Конан с помощью голосового модулятора на галстуке-бабочке раскрывает правду, но ядовитые споры уже начали распространяться по оранжерее. Детективу приходится использовать экстренный протокол: он взламывает систему вентиляции и запускает обратный поток воздуха, спасая всех, но сам едва не погибает от удушья. Цветок сгорает в пожаре, устроенном преступником, оставляя лишь вопрос: действительно ли он обладал магическими свойствами или это была лишь иллюзия, созданная наукой?