晴朗时节，江户川柯南（高山南 配音）和毛利小五郎（小山力也 配音）、小兰（山崎和佳奈 配音）以及少年侦探团的伙伴们一同来到京都，他们即将登上自卫队的宙斯盾战舰，体验一把出海作战的感觉，期间还结识了美丽又有着几分神秘的女自卫队员藤井七海（柴咲幸 配音）。谁知快乐的氛围很快被恐慌所替代，战舰上突然发现一条断掉的手臂，消失的自卫队员又引起军方的恐慌与猜测。原来某国神秘间谍X已悄悄登上宙斯盾，伺机盗取战舰上的绝密情报。为了找出隐藏的对手，柯南和灰原哀（林原惠美 配音）、阿笠博士（绪方贤一 配音）、服部平次（堀川亮 配音）以及远山和叶（宫村优子 配音）通力合作，与间谍展开连番斗智斗勇的较量……
高山南 山口胜平 山崎和佳奈 神谷明 盐泽兼人 绪方贤一 茶风林 岩居由希子 高木涉 大谷育江 藤本让 藤城裕士 宫寺智子 藤井佳代子 山路和弘 平尾仁 谷川俊 山崎巧 千叶一伸 真山亚子 一条和矢 百百麻子 川谷修士 小堀裕之 野村明大 石田太郎
高山南 山口胜平 山崎和佳奈 小山力也 绪方贤一 岩居由希子 高木涉 大谷育江 林原惠美 松井菜樱子 桧山修之 石井康嗣 浅川悠 高桥广树 梶裕贵 间宫康弘 林修 河北麻友子 山崎育三郎
水田山葵 大原惠美 和多田美咲 种崎敦美 久野美咲 嘉数由美 木村昴 关智一 铃鹿央士 松本保典 三石琴乃 山路和弘 石井康嗣 伊达干生 藤本美贵 富泽岳史 天月 拜真之介 田岛章宽 井口祐一 久保田光 松井晓波 木村珠莉
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