高中生侦探工藤新一在一次追查黑衣组织地下交易时，不幸被团伙成员从身后击晕，并强灌下神秘的毒药——APTX4869。醒来后，他惊恐地发现自己的身体竟然缩小变成了小孩！为了不暴露身份并追查黑衣组织的下落，新一找到了经常帮助他的阿笠博士。博士不仅为他度身打造了诸多间谍道具，还建议他隐藏真实身份。新一灵机一动，结合《江户川乱步》与《柯南道尔》的名字，化名为江户川柯南，寄住在青梅竹马毛利兰的家中——也就是毛利小五郎的侦探事务所。他一边利用博士发明的道具暗中破案，帮助小五郎赢得了“沉睡的小五郎”的盛名，一边不懈地追查着神秘的黑衣组织。变小后的柯南装作一年级小学生，结识了吉田步美等人组成少年侦探团，后来更将真实身份告诉了同为大阪高中生侦探的服部平次。与此同时，APTX4869的制作者宫野志保背叛组织逃离，同样变小后化名灰原哀寄住在阿笠博士家。面对黑衣组织对“雪莉”的穷追不舍，柯南一次次与组织展开正面或暗地的激烈交锋，并最终与同样目的的FBI强强联手。真相永远只有一个！为了恢复原来的模样，将黑衣组织彻底绳之以法，柯南至今仍在不停的追逐之中……