数々の難事件を鋭い推理で解決する高校生探偵の工藤新一はマスコミの注目の的で、警視庁の目暮警部（西村雅彦）も一目置く存在だ。 そんな新一の学校では、3日間の予定で修学旅行に行くことになっていた。だがその前日、新一の元に“修学旅行中、クラスメートの誰かを誘拐する”という内容の挑戦状が届く。そこには“クラスメートを守り切れれば君の勝ち。守れなかったら「高校生探偵」の名前を返上してもらう。ヒントは船の上”と書かれてあった。 一行は初日、1時間の湖上クルージングを楽しむことになっていた。

　遊覧船に乗り込んだのは新一のクラスの生徒30人のほか、担任の代理で引率することになった臨時教師の北島慎吾（ふかわりょう）、添乗員の西田麻衣（水川あさみ）、そして船長の東邦夫（松重豊）と船員の南田恭介（西村和彦）だった。そんな中、蘭の親友の園子（岩佐真悠子）が船酔いしてしまい、船内の休憩室で休んでいた。だがしばらくしてバシャン！という激しい水音が聞こえ、船上が騒然となる。新一たちはすぐに休憩室に駆けつけるが、園子の姿はなく、誰かと争った跡があった。
この事件を受けて、県警捜査本部では捜査責任者である多摩川刑事（伊武雅刀）のもと、捜査会議が進められていた。園子が鈴木財閥の娘であることから、身代金目的の可能性が高いと考えられた。生徒たちは現場近くのホテルに足止めされていた。園子のことが心配でならない蘭は、探偵事務所をしている父・毛利小五郎（陣内孝則）に助けを求める。そんな中、犯人から大胆にも「明日正午ちょうどに、もう一人いただきに行く」と第二の誘拐予告の電話が入る…。

　新一のクラス全員がホテルの大広間に集められ、出入り口には全て鍵をかけ、さらに多摩川刑事の指揮の元、県警の厳重な警備の中で犯行時刻を迎えることに…。そして緊張の中で迎えた正午ちょうど、突然ホテル内が停電になる。すぐに復旧したものの、新一の隣にいた蘭が忽然と消えてしまった…。

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