工藤新一被袭击
体型缩小后，他的推理天赋并未减弱。但体型变小让办案变得不方便，也增加了危险性。新一想利用毛利小五郎找出把他缩小的黑衣组织，但小五郎是个糊涂侦探。于是阿笠博士为新一发明了手表形状的麻醉枪、领结变声器等道具。新一用麻醉枪让小五郎睡着，又用变声器帮助毛利小五郎破案，让小五郎成为了有“沉睡的小五郎”之称的名侦探。同时，他继续暗中调查和追踪黑衣组织。
追踪组织
变小之后的新一一直热衷于追查黑衣组织的下落。
宫野明美以化名广田正美前往森侦探社找人，后被银制止。明美死前柯南赶到，明美透露自己属于神秘的黑衣组织（对应动画被改编为与该组织无关，此剧情是后来以原创形式加入的）。
在新干线列车上，他遇见了两名组织成员，他们给他下了药，让他变小，通过偷听，他得知他们的代号分别是“杜松子酒”和“伏特加”（但在对应动画中，他们被改为与组织无关，至于新一如何得知两人的代号，则不得而知）。
因为小五郎参加满天天公司的产品发布会，新一结识了该组织的成员龙舌兰，但他却在一次炸弹袭击中意外身亡，组织的一切痕迹也被毁掉。
新一遇到了来自关西的高中侦探服部平次，变身为小人并伪装成柯南后被平次发现。两人随后成为了亲密的朋友，新一在追查组织的过程中经常寻求平次的建议。
帝丹小学一年级B班来了一位新转学生灰原爱。她原名宫野志保，是宫野明美的妹妹，也是组织的科学家，代号雪莉。因反抗组织而被关押，服用缩小的药物后逃出组织，来到新一家门口，被阿笠博士救出并收留。灰原提到与姐姐相熟的广田正美教授的磁盘上保存着药物信息的副本。一行人立即赶往广田正美，却不料他已卷入杀人案并被杀害。新一在阿笠博士的帮助下破案后，得知广田正美是灰原爱的妹妹。存有信息的磁盘被警方夺走，赶往广田家的银和伏特加也撤退了。 一周后，磁盘归还了，可是不料，磁盘已经被人动过手脚，而且磁盘还遭受了病毒的侵袭，里面的信息全部被毁坏了。
新一追查磁盘的下落贝语网校，却不料广田教授被谋杀，线索被打断
此后的某一天，新一和灰原无意中发现了银的保时捷。当他们试图跟踪他时，银发现了安装的追踪器，但他们还是得知组织成员皮斯科（后确认为增山健三）将在灰原酒店实施暗杀。当他们到达时，银已经通知皮斯科，他发现雪莉会去灰原酒店。皮斯科暗杀成功后，找到了灰原，将她打昏并藏在酒店的地下室里。新一联系上了灰原，让她喝白葡萄酒恢复精神。随后灰原从烟囱逃到酒店顶楼，遭到银和伏特加的伏击，身中数枪。
新一赶到，用麻醉枪射杀了银。与此同时，灰原通过烟囱逃回了酒窖。此时白酒的药效已经消退，灰原的身体也变回了原形。就在皮斯科准备处死灰原时，新一再次赶到，救下了灰原。然而皮斯科却因为刺杀行动的重大失误，被银杀死。灰原感觉到当时在场的还有其他组织成员。新一也从手帕的颜色推断出当时在场的美国女演员克里斯·温亚德也是该组织的成员。
新一相继与新出智明、朱迪·斯特林、詹姆斯·布雷克见面，而曾与他同车的赤井秀一则负责监视森侦探社，并跟踪灰原。高木警官告诉柯南，警视厅森侦探所处理的案件档案全部被盗，这让新一感到紧张。虽然新一基本确定克里斯是该组织的成员，但他怀疑朱迪是克里斯伪装的，并与服部平次一起去试探朱迪的身份。
小五郎受委托寻找失踪的电脑工程师板仓拓。从委托人的谈话中，新一得知他是电子游戏公司杀人事件中遇害的组织成员龙舌兰联络的人。最后，通过调查案件，新一获得了组织的线索——板仓的日记，得知了黑衣组织的下落，并试图假扮板仓联络伏特加，但被银发现而失败，还差点被银抓住。板仓的日记中提到，黑衣组织的庞大计划甚至影响到人类的未来，想要让时光倒流。新一和小兰见到了赤井秀一，小兰的反应让新一知道她已经见到了赤井秀一。
爱感冒了，在去看医生的路上遇到了一起杀人案，遇见了兰、园子和茱蒂，赤井也紧随其后。案件破获后，医生借用茱蒂的车送爱回家，并找到新出医生为爱治疗。阿笠医生提到爱的父亲宫野敦是著名的疯狂科学家，母亲埃琳娜是英国留学生，黑衣组织可能正在研究复活死者的计划。医生带着新一和爱去拜访爱父亲的朋友、设计师出岛壮平，试图了解更多关于爱父亲的事情。出岛壮平被谋杀了，在破案的同时，新一还发现了爱母亲留给爱的一盘磁带，被爱的姐姐藏在设计研究所里。
威尔茅斯利用鬼船活动邀请小五郎、新一和银，试图引诱新一刺杀爱；茱迪得知计划，先行带走爱，试图引诱威尔茅斯上当，但威尔茅斯早已安排好；另一方面，新一邀请服部平次乔装出席会议我是工藤新一，并在母亲雪子的帮助下，伪装成爱试图联络黑衣组织；爱担心柯南，跟踪而来；小兰因为想知道茱迪的真实身份，躲在茱迪的汽车后备箱里，在最后关头救下了爱。威尔茅斯阻止了卡尔瓦多斯对小兰的枪击，逃脱了赤井的追捕，并向银隐瞒了柯南和爱，而茱迪则设法向小兰隐瞒了这件事，而威尔茅斯给那位先生发邮件时，新一听到了关键的音调。 此后，新一得知茱蒂和赤井一伙是FBI（联邦调查局）的工作人员，并与FBI建立了合作关系。
新一听到山村创给祖母发信息，开头的按键音和组织首领的邮箱很相似，就在鸟取县。后来柯南等人去到音乐世家后，得知按键音的旋律是《七个孩子》，还推断出了组织首领的邮箱。但辉远警告柯南，这是一个打不开的潘多拉魔盒。
新一发现水梨玲奈是组织成员，他和FBI一起阻止了该组织的暗杀计划。水梨玲奈在行动中受伤，陷入昏迷。威尔茅斯到目击水梨玲奈出事的证人的家中，得到了新一的注意；本堂英介在森侦探社做客时，有意无意地把话题引到水梨玲奈身上，希望新一等人前去调查，引起了新一的警惕。新一和灰原进行调查我是工藤新一，获得了英介父亲的照片，英介和水梨玲奈的身份越来越清晰。英介总给柯南一种不好的预感，他到处寻找和水梨玲奈长得一模一样的妹妹本堂英介，水梨玲奈醒来后，承认自己就是英介。 柯南和赤井联手推断出英介是组织中的CIA（中央情报局）卧底，并与赤井秀英制定了大计划，将英介送回组织，赤井被英介“杀死”。赤井伪造死亡后，改名为冲矢昴，并让工藤雪子伪装成他。后来，冲矢昴搬了新家，雪子每周都会回来检查赤井的伪装情况。
新一发现吉尔的身份后露出了兴奋的表情
戴着神秘列车指环的灰原在事件中被迫服药暂时恢复，网上还发布了她成年后模样的视频。组织真的登上了列车，于是新一邀请母亲和冲矢昴一起登上列车，并让怪盗基德伪装成志保保护她，并发现安室透就是组织的波旁。列车事件发生后，新一以为安室透不会再出现了，却意外在网球场上遇见了安室透。
新一通过和高木警官的对话，推断出神社事件中的樱花游客弁崎雾平和他的“妻子”是波旁和维尔茅斯伪装的，十分紧张。新一一直怀疑身边的安室，后来又推断出安室是卧底警察，大胆试探他，但安室死活不承认。安室来到拜都中央医院调查楠田陆道之死，和维尔茅斯一起得到了楠田在车里开枪自杀的情报，这让新一十分紧张。新一和冲矢昴、阿笠医生以及父母定下了对策。安室对新一一家的奇袭失败，并被骗说冲矢昴就是赤井。而赤井也根据安室的绰号“零”调查出了安室彻的真名是古屋零以及卧底公安警察的身份。 与此同时，荣海也发来了朗姆出动的消息。
据灰原哀回忆，关于朗姆的外貌，流传着许多传闻：高大的男人、女人模样的男人、年迈的老人，甚至有人说这些都是他的替身。虽然对他的外貌众说纷纭，但有一个特征却是一致的：朗姆的眼睛在一次意外中受伤，因此装上了义眼。由于大和岩助、黑田平、朝香、胁田兼则、若狭留美等人的外貌都与朗姆相符，新一对他们的身份产生了怀疑。
确认关系
在京都修学旅行期间，新一问兰是否记得他在伦敦的告白。兰随后亲吻了新一的脸颊，回应了他的告白，并正式向他发出约会邀请。两人随后通过短信正式确立了恋爱关系。
与小兰一起的研习之旅
与此同时，新一在京都破案的消息在网上流传，引来大量媒体的报道。尽管事后有希子和优作要求发帖者“辟谣”，但还是引起了被怀疑是朗姆酒的黑田平兵卫、若狭留美和胁田金则等人的注意。工藤优作和优作回到了日本。优作通过与赤井秀一的对话推断出该组织的首领就是乌丸恋也，并告诉了新一。事后优作和优作决定留在日本帮助新一想对策。暂时就这些，后续会再补充。
其他人的评论
他从小就非常顽皮，对自己非常自信，是一个不折不扣的神秘爱好者。
在紧急时刻，他变得可靠、勇敢、英俊。[7]
只会推理的傻瓜。
一个花花公子。
聪明，踢球好，英俊，而且很有责任心。
一位痴迷于夏洛克·福尔摩斯的职业悬疑小说作家。
说话油嘴滑舌、推理拙劣的白痴。
观察还不够。
它确实很受欢迎。
演技精湛。
还是那么值得信赖。
我等待已久的银弹，可以穿透我的胸膛的银弹。
