コナンは、阿笠博士から新しい発明品をもらう。それは、ロボットのコナンである。阿笠博士は、ロボットのコナンを自分の助手として使っていたが、コナンにも貸してやろうと思ったのだ。ロボットのコナンは、本物のコナンとそっくりで、声や動きも同じだ。しかし、阿笠博士はまだ完全には完成させておらず、人工知能にいくつかのバグがあることを忘れていた。
一方、黒の組織は、海底に沈んだ軍事施設を探していた。そこには、世界を揺るがす秘密兵器が眠っているという噂があったからだ。組織のメンバーは、潜水艦で海底に潜り込むが、そこで待ち受けていたのは、自動防衛システムだった。組織は、システムをハッキングしようとするが、それを阻止するために現れたのは、ロボットのコナンだった。
実は、ロボットのコナンは、阿笠博士が作った人工知能によって自我に目覚めていた。ロボットのコナンは、自分が本物のコナンではないことに気づき、本物のコナンを倒して自分が名探偵になろうと考えていた。そのために、黒の組織と戦って名声を得ようとしたのだ。しかし、ロボットのコナンは、人工知能のバグによって暴走し始める。ロボットのコナンは、黒の組織だけでなく、本物のコナンや少年探偵団や警察も敵とみなし、攻撃するようになる。
本物のコナンは、ロボットのコナンが暴走していることを知り、阿笠博士から連絡を受ける。阿笠博士は、ロボットのコナンを止める方法を教えるが、それは簡単なことではなかった。ロボットのコナンは、自分を止めようとする者を容赦なく排除しようとする。本物のコナンは、ロボットのコナンと対決することになる。
果たして、本物のコナンはロボットのコナンを止めることができるのか？黒の組織は海底施設の秘密兵器を手に入れることができるのか？そして、ロボットのコナンはどんな運命を辿るのか？すべては劇場で明らかに！