开场由警官驱车追捕两个抢超市的罪犯，佐藤美和子警官用高超的驾驶技术迫使罪犯的汽车翻车，当问及作案动机时，罪犯吐出在神海岛上有“Jolly Roger”。
而柯南他们前往位于太平洋中的美丽小岛“神海岛”渡假。这座岛屿自古流传着一则有关于沉没在海底的古代遗迹“海底宫殿”，以及300年前实际存在的女海盗“安·宝尼”、“玛丽·丽德”所遗留下来的宝藏传说。
在毛利小五郎的带领下，小五郎、小兰、园子、阿笠博士、少年侦探团一行人来到神海岛。小兰与园子在海底宫殿附近海底潜水，少年侦探团则在玩神海岛观光安排的寻宝游戏，小五郎则在酒吧喝酒。
正在享受潜水乐趣的小兰和园子，意外遇到了一群正在寻找宝物的宝藏猎人，不料其中一名猎人田山资悦突然遭到鲨鱼群的攻击，小兰和园子虽然幸运逃离，但该名猎人最后还是不幸身亡，闻讯赶来的柯南发现这名猎人的死因相当诡异，于是便与灰原一起展开调查该名猎人的死因。柯南发现死者的潜水服附有破裂的装有鱼血的薄塑料袋，断定这是一起谋杀。
柯南等人一边寻找著行踪诡异的猎人下落，一边试图解开那则疑似为整个事件起因的宝藏传说，以及罪案现场海底宫殿的谜题。
经过一番调查之后，他们找到了一个神秘的名词“JOLLY ROGER（海盗旗）”，正当柯南就快要将整个传说的谜题解开之际，原本被发现的部分宝藏却突然遭猎人松本光次和伊豆山太郎夺走。这些猎人的魔掌，更挟持小兰和园子身上。
而柯南在美马和男的帮助下，独自前往营救小兰……
